Устройство для измерения давления в трубопроводе

Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля измерения и контроля давленияв трубопроводе.Известны датчики давления для измерения и контроля внутреннего избы" 5точного давления в трубопроводах,например давления впрыска топлива в трубопроводах высокого давления, дизельных двигателей, которые устанавливают снаружи трубопровода. , 10Принцип действия датчиков основывается на измерении упругой деформации наружного диаметра трубопроводапод воздействием внутреннего избыточного давления газов или жидкостей.15 Для этого датчики содержат чувствительный к деформации наружного диаметра трубопровода один или несколько пьезоэлементов, которые расположены н корпусе датчика и соединены с поверхностью трубопровода через силопередающие элементы. Для закрепления датчика снаружи трубопровода корпус датчика выполняется разъемным Г 1.Основным недостатком перечисленных, датчиков является низкая точность измерения давления, вызванная тем, . что пьезоэлементы Фиксируют любую деформацию трубопровода, в том числе и деформацию, вызванную вибрацией ЗО трубопровода. Например, трубопроводы высокого давления топлива, установленные на дизельных двигателях, вибрируют вследствие вибрации самого двигателя и различных ударных про цессов внутри него.Известен также датчик давления в трубопроводе, содержащий корпус, выполненный в виде двух разъемных частей с Фиксирующими пазами, обоймы, 4 О свободно установленные в гнездах обеих частей корпуса между фиксирующими пазами и соединенные с корпусом через упругие элементы, и закрепленные в обоймах чувствительные и силопередающие элементы.Датчик имеет повышенную точность измерения давления, так как влияние вредных вибраций трубопровода на чувствительные элементы снижается путем зажима трубопровода в фиксирующих Ч -образных пазах, выполненных в обеих частях корпуса и расположенных по обе стороны от обойм с чувствительными элементами 2 1.Однако этот датчик имеет понижен ную чувствительность и ограниченный сверху частотный диапазон,что вызвано наличием упругих элементов, установленных между обоймами и корпусом датчика и предназначенных для созда ния в чувствительных элементах начальной деформации.Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение частотного диапазона. 65 Эта цель достигается за счет того, что в устройстве для измерения.действия, содержащем корпус из двух разъемных частей, в которых выполнены фиксирующие пазы для контролируемого трубопровода и перпендикулярно им цилиндрические отверстия с подпружиненными обоймами, имеющими чувствительные и силопередающие элементы, в каждой упомянутой части корпуса с одной стороны цилиндрического отверстия вдоль его образующей выполнена сквозная прорезь и установлен стягивающий узел, образующий зажим для обоймы с чувствительным элементом, причем зажим выполнен в виде двух клиновых захватов,которые соединены между собой винтом, пропущенным в отверстие вдоль прорезей,На фиг.1 изображен датчик давления, вид прямо; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - то же, вид сверху; на Фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б-Бна Фиг.2; на фиг.б - вид В на фиг.1.Датчики давления содержат корпус, выполненный в виде двух разъемных частей 1 и 2, в каждой из которых образованы Ч -образные фиксирующие пазы 3 и 4, охватывающие с двух сторон трубопровод 5.Последний изображен на чертеже тонкой штрихпунктирной линией. Обе части 1 и 2 соединяются между собой подвижно с помощью винта 6 и двухцилиндрических направляющих 7 и 8,которые в части 1 корпуса закреплены неподвижно, а с, отверстиями в части 2 образуют подвижную посадку, в результате чего обе части 1 и 2 могут перемещаться по продольной осидатчика друг относительно друга. В центрах обеих частей 1 и 2 между фиксирующими пазами по продольной оси датчика выполнены цилиндрические отверстия 9 и 10. В каждом из отверстий с зазором установлены обоймы 11 и. 12, соединенные с частями корпуса через упругие элементы 13 и 14, выполненные в виде стержневых пружин. В каждой обойме закреплены силопередающий элемент 15, который одной плоскостью опирается на наружную по" верхность трубопровода 5, а другойна чувствительный элемент 16, выпалненный в виде дискового пьезоэлемента, токопроводящая прокладка 17, изоляционная .втулка 18 и проводник 19. В обеих частях корпуса вдоль оси цилиндрического отверстия выполнены односторонние сквозные прорези 20 и 21.Узел для стягивания щелей 20 и 21состоит из двух клиновых захватов22 и 23 и винта 24, соединяющего этизахваты. Части 1 и 2 с корпуса состороны. прорезей выполнены в видевыступов 25 и 26, которые охватываются поверхностями захватов 22 и 23. Для снижения жесткости корпуса в направлении стягивания щелей 20 и 21 по обе стороны от гнезда в обеих частях 1 и 2 выполнены глухие круговые пазы 27 и 28. 5Датчик давления работает следующим образом.Перед установкой датчика на трубопровод винт 6 полностью вывернут из части 2 корпуса, винт 24 отпущен, 1 О в результате чего прорези 20 и 21 . разведены (не стянуты) и обоймы 11 и 12 свободно перемещаются в гнездах по продольной оси датчика. При этом пружины 13 и 14 распрямляются и сме щают обоймы навстречу друг другу. Части 1 и 2 разводят друг от друга по цилиндрическим направлениям 7 и 8 на зазор, превышающий диаметр трубопровода.При установке датчика на трубопро- вод последний укладывается в фиксирующие пазы 3 и 4, при этом силопередающие элементы обойм 11 и 12 опираются на наружную поверхность тру бопровода. Винтом 6 стягивают обе части 1 и 2 до,тех пор, пока фиксирующие пазы не охватят плотно трубопровод. При этом обоймы 11 и 12 смещаются в гнездах в сторону пружин 30 13 и 14, изгибают их и, тем самьп;, автоматически обеспечивают заданную начальную деФормацию чувствительных ,элементов, Затем вращением винта 24 смещают навстречу друг другу захваты З 5 22 и 23, внутренние наклонные по верхности которых давят на клиновидные выступы 25 и 26 и стягивают щели 20 и 21. При стягивании щелей обоймы плотно зажимаются и оказываются жестко соединенными с частями 1 и 2 корпуса по всей своей наружной поверхности. Поскольку обоймы охватываются в направлении, перпендикулярном продольной оси датчика, то начальная деформация чувствительных элемейтов 3в обоймах при этом не изменяется.При впрыске топлива давление в трубопроводе возрастает, в результате. чего наружный диаметр трубопро" вода увеличивается. Деформация трубопровода через силопередающий элемент 15 передается чувствительному элементу 16, а от последнего через токопроводящую прокладку 17 и изоляционную втулку 18 - на обойму 11, жестко соединенную с частью 1 корпуса.При деформации чувствительный элемент 16 вырабатывает электрическийзаряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода и, следовательно, давлению внутри:него. Аналогичная картина происходит и во второй обойме 12 .Съем датчика с трубопровода осуществляется в обратном порядке. Вначале отворачивают винт 24, в результате чего захваты 22 и 23 освобождают выступы 25 и 26, последние расходятся и освобождают обоймы 11 и 12. За.тем отворачивают винт 6, разводят в стороны части 1 и 2 корпуса и через образовавцжйся зазор снимают датчик с трубопровода.Выполнение в корпусе по продольной оси датчика односторонних прорезей и введению узла для стягивания этих прорезей позволило во время работы датчика непосредственно соединить обоймы с корпусом и тем самым 1 выключить 1 упругие элементы в цепи передачи деформации от трубопровода к корпусу. В результате резко увеличивается деформация самого чувствительного элемента и, как следствие,. возрастает его чувствительность к измеряемому давлению. Одновременно это приводит к повышению частоты собственных колебаний цепи передачи деформации, в результате чего расширяется частотный диапазон датчика.