Датчик импульсного давления

(1 Ю (111 4 (51) 6 01 Ь 7/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 Ъ Офмакс д" - относительное удлитеьиала мембраны имическом нагружени- длина основания кли- максимальное импульление, измеряемоеРс" давление в полостиК - показатель адиабат де ение ма"и динана;сное датчиком смакс Рмакс ы воздуха(54)(57) ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, в котором размещена закрепленная по контуру ,разрывная мембрана, а под мембраной ,выполнена полость, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью измерения величины цавления, мембрана имеет клиновидную форму, а полость выполнена в виде прямоугольной выемки, длина которой равна длине кли-на, ширина равна длине основанияклина, а глубина 1. определяется изследующего соотношенияИзобретение относится к измери-тельной технике, в частности к датчикам импульсного давления, и можетбыть использовано для измерения избыточного давления на фронте ударной волны взрыва.Известны датчики для измеренияимпульсного давления, содержащие.пластично.деформируемую мембранупо прогибу которой определяетсядавление. Переход заданного пределадавления определяют по разрыву мембраны Г 13,Наиболее близким к изобретениюявляется мембранный датчик, предназначенный для измерения избыточного давления в полигонных условиях,особенно для выявления общей картины поля давлений. Мембранный датчиксостоит из металлического корпуса,как правило, цилиндрической формы.Корпус имеет цилиндрическую полость,открытое основание которой заглушается мембраной, крепящейся к корпусу с помощью прижимной шайбы и винтов. Материал, толщина и диаметрмембраны, а также глубина полостиопределяют точность показаний и диапазон измеряемых датчиком давлений,Мембрана датчика изготавливается излегких металлов (медь, алюминий)или сплавов на их основе, ВеличинуВоздействовавшего давления определяют с помощью тарировочных графиковлибо по максимальному прогибу мембраны, либо по ее прорыву 2),Величина прогиба мембраны определяется, как правило, оптическим илиэлектрическим способом, что усложняет процесс измерения, Определениеизбыточного давления по прорывумембраны упрощает процесс измерения,но позволяет судить только о некотором пороговом значении давления, при котором мембрана прорывается.Цель изобретения - измерение величины давления с помощью разрывноймембраны.Указанная цель достигается тем,что в датчике импульсного давления,содержащем корпус, в котором размещена закрепленная по контуру разрывная мембрана, а под мембраной выполнена полость, мембрана имеет клиновидную форму, полость выполнена ввиде прямоугольной выемки, длинакоторой равна глине клина, ширинаравна длине основания клина, аглубинаопределяется из следующего соотношения ИО,ФЫгде У - относительное удлинение маРтериала мембраны при динамическом нагружении;Омюкс - длина основания клина;Рмакс - максимальное импульсное давление, измеряемое датчиком;о - давление в полости;К - показатель адиабаты воздуха.На фиг.1 представлен предлагаемыйдатчик, общий вид; на фиг,2 - раз рез А-А на фиг.1; на фиг.3 - блоктрех датчиков, собранный.из четырехэлементов, общий вид; на фиг.4тарировочный график для определенияпоказаний датчика.15 Клиновидный мембранный датчик(фиг.1 и 2) состоит из верхней 1 инижней 2 пластин, в каждой из которых выполнено клиновидное отверстие,Пластины с помощью стягивающих болтов 3 крепятся к основанию 4. Нижняя пластина 2 со стороны основания-пли-ты 4 имеет полость 5 (фиг.2) для исключения вредного действия противодавления,возникающего при прогибе мембраны,На верхнюю поверхность нижней пластины 2 укладывается мембрана 6Нанижнюю поверхность верхней пластины 1 наклеивается по контуру клиновидного выреза резиновая уплотнительная прокладка 7 толщиной 1-2 мм и ЗО шри,й . . .Датчик работает следующим образом.Под действием избыточного давления ударной волны мембрана датчика про-.гибается и сжимает находящийся под нейвоздух,причем наибольший прогиб возникает у основания клина. С этого же места начинает прорываться мембрана.Ввиду переменного значения площади поверхности элементов мембранысила, действующая на мембрану, изменяется от основания клина к еговершине и, начиная с некоторогоэлемента, его действие компенсиру ется внутренними силами сопротивления материала на разрыв. С этойчасти поверхности мембраны и до вершины клина разрыв прекращается.Мембрана может использоваться в 5 О двух вариантах: с полным защемлением ее по всему контакту клиновидной цели или с неэащемленной мембраной только у основания клиновидной щели, В последнем случае послеукладки мембраны делается тонкийпрорез,мембраны у основания клиновидной щели на всю его длину, Значение измеренного датчиком избыточного давления на фронте ударной волны определяется по длине линии разрыва мембраны с помощью тарировочного графика. Для изготовленногодатчика с геометрическими размерами щелид, 1 см, Н=10 см и толщиной мембрайы Ъ 0,015 мм, изготов ленной из сплава АДТ, графики представлены на фнг.4. Кривая 1 соответствует защемленной у основания клина мембране, кривая 2 - незащемленной. Различный ход кривых в области малой длины линии разрыва в , зависимости от способа крепления мем браны у основания щели объясняется различной реакцией элементов мембраны на нагрузку. Для снижения эффекта противодавления датчик следует ориентировать вдоль направления 10 на взрыв вершиной кливновидной щели к взрыву. При этом разрыв мембраны начинается с точки, соответствующей максимальному значению длины линии разрыва (максимальному значению воздействовавшего давления),что соответствует минимальному начальному прогибу мембраны. Использование изобретения позволяет получать непрерывные значения давления в измеряемом диапазоне. Необходимая чувствительность датчика и диапазон измерений достигаются йутем выбора соответствующих размеров щели, материала и толщины мембраны. Диапазон измеряемых давлений зависит от длины основания клина и не зависит от длины клина, Чувствительность датчика зависит от длины клина.1137359 01 УЮ 4 Яб 7 ВУФи 8,Ф Составитель А.СоколовскийРедактор Н,Киштулинец ТехредТ.Дубинчак Корректор М. Максимишин дпис филиал ППП .Патент, г,ужгород, ул.Проектна/5 аэ 10513/31 Тираж 89 ВНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и от 113935, Москва, Ж, Рауюск