Ударная труба для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 19) (11),СПУБЛИК 51) 4 С О Ь 27 РЕТЕ- 10 Бюл, 11 35в, Л,В,Новиков 888)свидетельство СС5,85,УБА тока,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) 128691821) 4041127/2(57) Изобретение относится к устройствам для исследования динамическиххарактеристик датчиков импульсногодавления, Цель изобретения - повышение точности тарировки датчиков давления за счет определения тепловойпогрешности в расширенном диапазонетепловых нагрузок двухфазного потока,Испытуемые и контрольные датчики 15 и 16 присоединяются к электроннойизмерительно-регистрационной аппаратуре, При создании давления разрушается диафрагма 3, и с помощью блока 23 управления отключают магнит 22и включают катушку 21 индуктивности.Во время падения частиц 25 поле катушки 21 индуктивности придает имдвижение вдоль камеры 2, где организуется двухфазная среда, движущаясяк приемным поверхностям испытуемыхи контрольных датчиков 15 и 16, Гаэиэ камеры 1 высоко го давления по ступает через отверстие 5 в камеру 2низкого давления, увлекая за собойчастицы 25, Ударная волна добавляеткинетическую энергию последним. Величина температурного воздействияна испытуемые датчики 15 определяется контрольными датчиками 16 температуры или теплового по 1 ил.26 2 1 3394Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для исследования динамических характеристик датчиков импульсного дав 1) ления, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 9 1286918.Целью изобретения является повышение точности тарировки датчиков дацления эа счет определения т.епло. вой погрешности в расширенном диапазоне тепловых нагрузок двухфазного потока.На чертеже представлена схемапредлагаемой ударной трубы,15Предлагаемая ударная труба содержит камеру 1 высокого давления, отделенную от камеры 2 низкого давления, выполненную в виде ствола, разрушаемой диафрагмой 3, за которой вкамере 2 низкого давления расположенподвижный неуплотненный поршень 4,выполненный из диамагнитного материала, например дюралюминия, Ствол камеры 2 низкого давления также выполнен 25 иэ диамагнитного материала,Поршень 4 имеет коаксиальное отверстие 5 и регулируемый дроссель 6.Камера 1 высокого давления черезпневмомагистраль 7 и управляемый вен- зотиль 8 соединена с резервуаром 9,заполненным газом с высоким показателем адиабаты, например аргоном,Камера 2 низкого давления устройствасоединена через отсечной клапан 10и пневмомагистраль 11 с вакуумнымнасосом2,Торец 13 камеры 2 низкого давления выполнен из теплоизоляционногоматериала, например кварца, и снаб Ожен гнездами 14 для установки испытуемых и контрольных датчиков 15,Испытуемыми датчиками являются датчики импульсного давления, в том чис,пе и акустические, Контрольными датчиками являются такие же датчики сзащитой от теплового воздействия,которое осуществляется, например,силиконовой резиной, Кроме того, вторце 13 установлены измерительныедатчики 16 температуры и тепловогопотока пленочного типа, а на вакуум. -ной пневмомагистрали - вакуумметр 17.В торцовой части камеры 2 низкогодавления установлена цилиндрическая55вставка 18 с конической внутреннейповерхностью, выполненная из теплоизоляционного материала, напримерпластика, причем сужающийся конус имеет длину 1-2 калибра с углом полуораствора 3-4К испытуемым и контрольным датчикам 15 и 16 присоединена электронная регистрирующая аппаратура (не показана), соответствующая конкретнымиспытуемым датчикам,Дроссель 6 представляет собойэластичные пластинки 19 в форме треугольников, подвижно укрепленные напереднем торце поршня 4, Под каждойпластинкой имеется ограничительныйупор 20 в виде регулируемого винта,При встречном течении газа пластинка19 лежит на этих ограничительных упорах, перекрывая частично канал 5,При этом происходит дросселированиевстречного потока газа через щели ицентральный канал 5, Степень дросселирования регулируется выставлениемограничительных упоров 20, Чем сильнее ввинчен винт 20 в поршень, темменьше степень дросселирования встречного газа,Поток газа толкающий поршень,отбрасывает пластинки 19 и дросселирование его через канал 5 отсутствует, Разрушаемая диафрагма 3 представляет собой кольцо с натянутой пленкой,На камеру 2 низкого давления надетакатушка 21 индуктивности, расположенная перед поршнем 4, Над поршнем 4расположен электромагнит 22. Катушка21 индуктивности и электромагнит 22через блок 23 управления присоединены к источнику 24 постоянного тока,Внутри коаксиального отверстия 5 поршня 4 размещены шарообразные частицы25 с размером 10-50 мк, выполненныеиэ магнитомягкого ферромагнитногопластического материала, например чистого железа,Ударная труба работает следующимобразом.Испытуемые и контрольные датчики15 и 16 устанавливают герметично вгнезда 14 торцового фланца 13 и присоединяют их к электронной измеритель.но-регистрационной аппаратуре. Вкамеру 2 низкого давления вставляютпоршень 4 и от источника 24 постоянного тока с помощью блока 23 управления подают ток в электромагнит 22,В коаксиальный канал 5 поршня 4 насыпают частицы 25 и закрепляют разрушаемую диафрагму 3. При этом частицы25 притягиваются к верхней стенкекоаксиального канала 5, Присоединяютз 33942камеру 1 высокого давления, при этомуправляемый вентиль 8 и отсечной клапан 10 закрыты,Одновременно открывают отсечнойклапан 10 и включают ваккумный насос12, Начинается откачка воздуха изкамеры 2 низкого давления. По вакуумметру 17 следят за величиной вакуума в камере низкого давления. Придостижении давления 1-5 мм рт.ст,закрывают отсечной клапан 1 О, чем отсекают Вакуумный тракт от камеры2 низкого давления. Открывают клапан8, чем создают в камере 1 высокого 5давления давление, равное 1,5-5 атм,Закрывают клапан 8, чем отсекают резервуар 9. от камеры 1,При создании давления пленка разрушаемой дифрагмы 3 выпучивается ичерез 0,1-0,5 с лопается, В этот промежуток времени с помощью блока 23управления отключают магнит 22 ивключают тораидальную катушку 21 индуктивности, В результате частицы 2525 падают вниз, рассыпаются, Во вреся их падения магнитное поле катушки 21 индуктивности вырывает их изкоаксиального канала 5 и придает импоступательное движение вдоль ство- З 0ла 2. 40 45 50 55 Формула изобретения Ударная труба для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков давления по авт. св. К моменту пролета основной массы частиц средней части катушки 21 ее отключают от источника 24 постоянного тока, Таким образом, к этому периоду работы ударной трубы в камере 2 организуется двухфазная среда, движущаяся к приемным поверхностям испытуемых и контрольных датчиков.После того как пленка разрушаемой диафрагмы 3 лопается, газ из камерывысокого давления поступает через отверстие 5 в камеру 2 низкого давления, увлекая за собой частицы 25, Дроссель 6 при этом открыт и впереди поршня в камере 2 низкого давления формируется ударная волна.Ударная волна добавляет кинетическую энергию частицам 25, подходит к торцу 13 камеры 2 низкого давления и датчикам 15 и 16 давления, Начинается тепловое воздействие на датчики ударной волны, Температура газа, контактирующего с датчиками, быстро нарастает. Тепло в торцовую и боковую стенки камеры 1 уходит мало, поскольку они выполнены из теплоизоляционного материала. 64Вслед за ударной волной к торцовой поверхности приходят частицы 25,разогнанные последовательно магнитным полем катушки 21 индуктивностиударной волной и потоком газа из камеры 1 высокого давления в камеру 2низкого давления, При взаимодействиипластических частиц 25 с торцовойповерхностью 13 камеры 2 происходитвыделение сравнительно большого количества тепла, связанного с торможением и деформацией частиц 25.В это время поршень 4 под воздействием перепада давления разгоняетсяи все быстрее движется вдоль ствола камеры 2 низкого давления, Привстрече с отраженной ударной волнойлепестки дросселя опускаются и частично перекрывают отверстие 5, дросселируя его, При этом поршень 4 затормаживается, адиабатически сжимаетгаз перед собой,Дойдя до конической части камерынизкого давления, поршень останавливается конической вставкой 18, "схватывается" и запирает сжатый газ, который частично истекает через канал5 назад в камеру 2 низкого давленияс целью снятия пика давления, Температура в газе, контактирующем с датчиками, продолжает оставаться высокой из-за быстрого сжатия газа передпоршнем 4.Поскольку перед испытаниями в камере 2 низкого давления вакуум, акамера 1 высокого давления заполненагазом с высоким показателем адиабаты,например арганом, то в конце движенияпоршня 4 перед ним оказывается сжатый аргон, что повышает эффективностьпроцесса. Величина температурного воздействия на испытуемые датчики определяется измерительными датчиками 16температуры или теплового потока,Предлагаемая ударная труба по сравнению с известной позволяет в десятьраз расширить диапазон теплового воздействия на испытуемые датчики, сделать газодинамический поток двухфазным и этим самым приблизить условиякалибровки датчиков к реальным условиям и режимам их использования,Заказ 4212/32 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород ул, Проектная, 4 Б13.394 В 1.286918, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью повышения точности тарировки датчиков давления за счет определения тепловой погрешности в расширенном диапазоне тепловых нагрузок двухфазного потока, она снабжена электромагнитом, тороидальной катушкой индуктивности, источником постоянного тока и блоком управления, а коаксиальное отверстие в поршне заполнено частицами в виде шаров из магнитомягкого ферромагнитного плас 26 етического материала, причем электромагнит установлен снаружи камеры низкого давления и расположен над поршнем в его начальном положении, тороидальная катушка индуктивности надета на камеру низкого давления ирасположена перед поршнем, при этомэлектромагнит и катушка индуктивностиэлектрически подсоединены к источнику постоянного тока через блок управления, а камера низкого давления ипоршень выполнены из диамагнитногомат ериала,