Сигнализатор давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51) 4 С 9/О РЕТЕН ИДЕТ ЕП ВТОРСКОМ.А.Морковин сигналы дараторовя которыхскорости е поступаюти 16, уровниответствуют а вх ком ср абатыопустиия в каван 1 ои изменения давле затора давления компараторов 15 соответствующие мера сраб запи х сигналатыванитываютс и ол оставки по -путем8, которые приобру, увеличиваетсясопротивления канается скорость поуха. 1 з.п. ф-лы,тают з азодин бчатую мичесселя и тельно я знаа о ока сжатого3 ил. высоких во ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ 1) 3918283/24-1022) 28.06.8546) 15.04.87. Бюл. М71) Волгоградский понститут72) Г.П.Барабанов, ИЮ.А,Осинский53) 531.787(088.8)(56) Авторское свидетельство СССРР 705292, кл. С 01 Е 19/12, 1979.Авторское свидетельство СССР9 417699, кл. С 01 Е 11/00, 1974. 54) СИГНАЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ 57) Изобретение может быть ис ано для контроля герметичност оаппаратуры. Цель изобретения ышение надежности конструкции редохранения упругого чувстви о элемента (ЧЭ) от воздействи чительных перепадов давления,(19 80(ш 1 303864 А скоростей изменения давления с учетомнаправленности этого воздействия.При перепаде давлений упругий ЧЭ прогибается. Преобразователь 4 деформации в электрический сигнал выдастсоответствующую информацию на регистрирующее устройство 14, а также надифференцирующее устройство 13, гдепреобразуется в выходной сигнал, соответствующий направлению прогиба ЧЭ.13038Изобретение относится к приборостроению, а точнее к устройствам для измерения давления, и может быть использовано, например, для контроля герметичности пневмоаппаратуры. 5Цель изобретения - повышение надежности конструкции путем предохранения упругого чувствительного элемента от воздействия значительных перепадов давления, высоких скоростей измене ния давления с учетом направленности этого воздействия и при сохранении высокой чувствительности и быстродействия устройства.На фиг.1 схематически изображен сигнализатор давления, разрез, линиями со стрелкой показаны связи элементов устройства с блоком управления; на фиг.2 - конструкция блока управления и его связи с элементами устрой ства; на фиг.3 - конструкция вставки, где пунктиром показано изменение диаметра при работе. Сигнализатор давления содержит 25 герметичный корпус 1 (фиг. 1), разделенный на две камеры А и Б упругим чувствительным элементом 2, который выполнен из полупроводниковой моно- кристаллической пластины. Одна из по лостей подключается к источнику эталонного давления, а вторая - через золотниковое устройство к испытываемому иэделию (не показаны). В централнй аси пластины выполнена выемка 3, а с противоположной стороны пластины над выемкой размещен преобразователь 4 деформации в электрический сигнал, представляющий собой тензометрический мост, например, из диф фузионных резисторов, нанесенных на упругий элемент известным способом. Такое исполнение обеспечивает высокую чувствительность, точность и быстродействие сигнализатора давления. 4 В стенке корпуса каждой камеры имеется регулируемый дроссель 5 и 6, выполненный в виде отверстия, снабжен-; ного соответственно вставкой 7 и 8. Вставка изготовлена из пьезокерамического элемента и образует со стенкой отверстия каналы питания 9 и 10 соответствующих камер сжатым воздухом. Кроме того, в стенках корпуса выполнены герметичные электрические разъемы 11 для подключения преобразователя деформации в электрический сигнал и пьезокерамических элементов к блоку 12 управления. Конструкция 64 2блока управления (фиг. 2) содержит дифференцирующее устройство 13. предназначенное для преобразования входного сигнала в выходной сигнал, напряжение которого пропорционально скорости изменения входного сигнала. Вход дифференцирующего устройства подключен к преобразователю деформации в электрический сигнал, к которому подключено также и регистрирующее устройство 14, предназначенное для индикации величины утечек сжатого воздуха и дрК выходу дифференцирующего устройства подключены измерительные входы компараторов 15 и 16, предназначенных для сравнения электрических сигналов от дифференцирующего устройства с эталонными значениями источника 17 опорного напряжения, При этом сравнивающий вход первого компаратора 15 подключен к положятельному полюсу источника опорного напряжения, а второго 16 - к отрицательному. Выходы компараторов подключены к соответствующим вставкам из пьезокерамических элементов. Вставка выполнена в виде набора пьезокерамических дисков 18 (фиг.3), между которыми размещены изолирующие прокладки 19 из другого материала и не реагирующие на воздействие электрического тока, Размеры прокладок соизмеримы с размерами дисков в исходном состоянии, т.е. вставка имеет гладкую поверхность. В отверстии дросселя вставка закреплена на растяжках (не показано). Сигнализатор давления работает следующим образом.В камеры А и Б сигнализатора давления подается сжатый воздух одинакового заданного давления, а затем камеру с подключенным к ней объемом испытываемого изделия отключают от источника сжатого воздуха, При понижении давления, т,е.при появлении утечки, в камере, например Б, связанной с испытываемым изделием, упругий чувствительный элемент 2 прогибается в центральной части, имеющей выемку 3, в сторону меньшего давления. При этом преобразователь 4 деформации в электрический сигнал выдает соответствующую информацию на регистрирующее устройство 14, т,е. регистрируется появление утечек и их величина. В случае резкого перепада давлений, например, в начале заполнения камер при подготовке их к работе или при неожиданной3 13038 разгерметизации какого-либо канала, связанного с одной из камер сигнализатора давления, может произойти разрушение упругого чувствительного элемента, или его деформация на недопус тимую величину, или на регистрирующее устройство будет подан сигнал, величина которого превышает допустимые пределы. В этом случае высокая скорость нарастания сигнала в преобразователе 10 4 деформации в электрический сигнал воспринимается дифференцирующим уст ройством 13, преобразуется в выходной сигнал положительной или отрицатель-. ной полярности, соответствующий на правлению прогиба упругого чувстви-.тельного элемента 2. Эти сигналы далее поступают на измерительные входы компараторов 15 и 16. Уровни срабатывания компараторов соответствуют до в 20 пустимой скорости изменения давления в камерах сигнализатора давления, При превышении этого давления или скорости его изменения на выходе одного из компараторов появляется управляющий сигнал, поступающий на соответствующую вставку из пьезокерамического элемента, деформирует его в сторону увеличения диаметра, уменьшая тем самым сечение канала питания и снижая 30 скорость изменения давления. Порядок срабатывания компараторов зависит от нолярности сигнала, поступающего с дифференцирующего устройства: если упругий чувствительный элемент 2 прогибается в сторону камеры Б, что соответствует высокой скорости сжатого воздуха в канале 9 питания, с дифференцирующего устройства придет сигнал, например отрицательной полярнос- що ти, и сработает компаратор 15, выдав электрический сигнал на вставку 7, осуществив тем самым регулировку сечения канала 9 питания дросселя 5.Компаратор 16 при этом не срабатывает. При установившемся давлении сжатого воздуха, а также незначительной скорости его изменения сигнал на вы- . ходе дифференцирующего устройства отсутствует или мал по величине, ком О паратор не срабатывает, напряжение на вставке отсутствует, сечение канала питания дросселя имеет исходные размеры, При уменьшении перепада давления сигнал на вставке уменьшается или отсутствует, и она также принимает исходные размеры. Если же упругий чувствительный элемент 2 прогибается в сторону камеры А, что соответству 64ет высокой скорости сжатого воздухав канале 1 О, то на выходе дифференцирующего устройства будет сигнал положительной полярности. Срабатываеткомпаратор 16, запитывает вставку 8,уменьшив тем самым сечение канала10 питания; компаратор 15 в этом случае не срабатывает. Для предохранения упругого чувствительного элемента от неожиданной, аварийной разгерметизации меняется порядок срабатывания компараторов посредством изменения полярности их подсоединения кисточнику опорного напряжения, т.е.укаэанное подключение меняется напротивоположное. При необходимости,после каждого компаратора подключается,усилитель напряжения. Эффект регулирования скорости сжатого воздухаусиливается тем, что на электрическийсигнал от компаратора реагируют только пьезокерамические диски 18, т.е.диаметр вставки изменяется, как этопоказано пунктиром, только за счетпьезокерамических дисков (фиг.3).Изолирующие прокладки 19 остаются беэизменения. Таким образом при подачесигнала вставка приобретает зубчатую форму, при которой значительноувеличивается газодинамическое сопротивление канала дросселя из-завозникновения дополнительных турбулентных, встречных потоков в выемках вставки (завихрений потоков сжатого воздуха), еще больше снижаятем самым скорость потока сжатоговоздуха, подаваемого к устройствуили истекающего из него в атмосфе-;ру. При снятии или отсутствии сигнала диаметр дисков исходный, равныйдиаметру прокладок,Формула изобретения 1.Сигнализатор давления, содержащий герметичный корпус, разделенный мембраной на две камеры, каждая из которых снабжена подводящим штуцером, и преобразователь перемещения мембраны, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен блоком управления и регулируемыми дросселями, причем регулируемые дроссели выполнены в виде цилиндрических пьезокерамических вставок с электродами, установленных соосно в каналах штуцеров, а блок управления выполнен в виде дифференцирующего устройства, источника опорного напряжения и двух1303864 6вход дифференцирующего устройстваподключен к выходу преобразователяперемещения мембраны.2.Сигнализатор по п.1, о т л ичающий с я тем, что в немпьезокерамическая вставка выполненав виде набора пьезокерамических дисков, разделенных изолирующими прокладками,компараторов, выходы которых подключены к электродам соответствующихпьезокерамических вставок, а измерительные входы - к выходу дифференцирующего устройства, при этом сравнивающий вход первого компаратора подключен к положительному полюсу, авторого . - к отрицательному полюсу источника опорного напряжения, причем Составитель А,Соколовский.Слиган Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов еда каз 1298/41 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изобр 113035, Москва, Подписноета СССРийнаб., д, 4 коми венно и открыРаушская тени ЖПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна