Датчик давления

(51) 401 1 11/О Д ИПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тель лед зов кеев, имов ельство СССР 11/00, 1985. к датчиго типа.ие надежчности и ЭТОГО резоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидет9 1395963, кл. С 01 1. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относитс кам давления виброчастотнЦель изобретения - повышености датчика, его долговточности измерений, Дляустройство предотвращени нансной раскачки трубки 1 выполнено в виде двух стержней 13 и 14,жестко связанных каждый с концами системы трубка - струна. Стержни 13 и 14расположены попарно по разные стороны от плоскости, проходящей черезоси струны 5 и трубки 1. Контролируемое давление преобразуется во внутренней плоскости трубки 1 в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5, в связи счем напряжение в ней возрастает иувеличивается частота ее собственных колебаний, Приемная катушка11 фиксирует это изменение контролируемого давления. Даны варианты выполнения устройства предотвращенияраскачки. 7 зи. ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к измери- тельной технике, в частности к датчикам давления виброчастотного типа, и может быть использовано преимущест" венно в качестве первичного преобразователя в системах автоматического контроля и регулирования.Цель изобретения - повьппение надежности датчика, его долговечности 10 и точности измерений.На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - стержни с 15 разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях сечением; на фиг. 4 - струнно-стержневой блок в виде тонкостенного цилиндра с прорезями; на фиг. 5 - то же, с дополни тельной парой стержней; на фиг. б стержень с переменной по его длине площадью поперечного сечения; на фиг. 7 - струнко-стержневой блок с дополнительной струной и катушкой возбуждения; на фиг. 8 - то же, с эллиптическими трубкой и тонкостенным цилиндром.Предлагаемый датчик давления виброчастотного типа имеет чувствитель- ЗО ный элемент, выполненный в виде заглушенной с одной стороны трубки во внутреннюю полость 2 которой осуществляется подвод контролируемого датчиком давления через канал 3 в штуцере 4. Датчик имеет также вибрирующий элемент, выполненный, в част,ности, в виде струны 5, жестко связанной одним своим концом со штуцером 4 через корпусную деталь 6, в 40 которой трубка 1 установлена, а другим " с трубкой 1 через наконечник 7 трубки. Приблизительно параллельно струне 5 расположен кронштейн 8, который одним концом 9 связан с корпус ной деталью 6. Другой конец 10 кронштейна 8 консольно свободен, и в нем размещены катушка 11 съема и катушка 12 возбуждения колебаний струны 5. Устройство предотвращения резонансной раскачки трубки 1 выполнено в виде по меньшей мере двух стержней13 и 14, жестко связанных с концами системы трубка - струна, в частности с заглушенным концом трубки 1 через наконечник 7 и со штуцером 4 через корпусную деталь 6. Эти стержни расположены, преимущественно, попарнопо разные стороны от плоскости 15,проходящей через оси струны 5 и трубки 1 (например, фиг. 5).Для повьппения изгибной жесткостипо сравнению с продольной стержнимогут быть выполнены с разноразмерным в двух взаимно перпендикулярныхнаправлениях сечением (фиг.3), причем большая ось этого сечения должнабыть расположена приблизительно параллельно плоскости 15. Тонкостенныестержни с такой ориентировкой позволяют при незначительном увеличениипродольной жесткости достигнуть достаточно большой жесткости на изгиб.,что приводит к существенному повьппению эффективности предотвращения раскачки трубки под действием колебанийструны,Для упрощения изготовления и повышения качества струны и стержней онимогут быть выполнены из одного кускаметалла в виде единого блока, представляющего собой, в частности, тонкостенный цилиндр 16 с прорезями 17,расположенный коаксиально с трубкой1 вокруг нее, В этом случае струнаи стержни могут быть изготовлены иэединой трубки путем раскатки ее донужного размера стенки с последующейпрорезкой пазов-прорезей 17 и образованием непосредственно струны и стержней. При этом благодаря раскаткепроисхоцит упрочнение материала струны и стержней и связанное с этим повышение их прочности, надежности,долговечности.Тонкостенный цилиндр 16 и/илитрубка 1 могут быть выполнены с поперечным сечением, разноразмерным вдвух взаимно перпендикулярных направлениях, в частности эллиптическим,При этом большая из главных осей сечения цилиндра и/или трубки можетбыть (фиг.8) размещена в плоскости15, проходящей через оси струны итрубки. Такое решение позволяет повысить изгибную жесткость системы и повысить эффективность предотвращениярезонансной раскачки трубки. Стержни могут быть выполнены с переменной по их длине площадью поперечного сечения (фиг,б). Это дополнительно приводит к увеличению отношения изгибной и продольной жесткостей (при условии, что площадь сечения стержня уменьшается в сторону заглушенного конца трубки) и уменвше1444626 10 15 25 30 55 нию возможности возникновения резонансной раскачки трубки,Для повышения эффекта в устройствопредотвращения резонансной раскачкитрубки может быть введена дополнительная струна 18, выполненная в едином блоке со стержнями 13 и 14 и взаимодействующая с дополнительными катушками 19 и 20 возбуждения и съемаее колебаний (фиг, 7 и 8),Датчик работает следующим образом. Контролируемое давление преобразуется во внутренней полости 2 трубки1 в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5,в связи с чем напряжение в ней возрастает и увеличивается частота еесобственных колебаний, возбуждаемых катушкой 12. Приемная катушка 11 фик сирует это изменение, что позволяетпри соответствующей градуировке фиксировать изменение контролируемогодавления. Выполнение устройства предотвращения раскачки в виде двухстержней с повышенной иэгибной жесткостью приводит к существенному ужесточению системы на изгиб, вызываемыйколебанием струны, что снижает вероятность возникновения раскачки засчет большего сопротивления изгибуи связанного с этим существенногоуменьшения амплитуды раскачки. Кроме того, за счет повышения жесткости системы и снижения напряжений в ней частота ее собственных колебаний изменяется и практически уходит из опасной зоны возможного совпадения с частотой собственных колебаний струны, что также приводит к снижению вероятности возникновения не только равноетного, но и кратного резонанса.При выполнении датчика с дополнительной струной 18 и катушками 19 и 20 струна 18 служит дополнительным 45 элементом, препятствующим изгибу и возникновению резонансной раскачки трубки как за счет непосредственно самой жесткости струны,18, выполняющей функцию тяги так и эа счет соэдания ее специфических колебаний катушкой 19. Такие колебания позволяют симметризировать нагрузки на трубку,в результате чего устраняется возникновение резонансной раскачки. Присимметричном расположении катушек 12и 19 относительно оси трубки 1 и соответствующих им струн 5 и 18 и приих синфазном включении достигается одновременное симметричное движениеобеих струн от трубки и к трубке ссоответствующим равенством сил и амплитуд, что обеспечивает уравновешивание действующих на трубку усилийи предотвращение ее раскачки,формула изобретения 1. Датчик давления по авт, св. У 1395963, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, долговечности и точности измерений, устройство предотвращения резонансной раскачки трубки выполнено в виде по меньшей мере двух стержней, жестко связанных с концами системы трубка - струна, имеющих повышен ную по сравнению с продольной иэгибную жесткость и расположенных по разные стороны от плоскости, проходящей через оси струны и трубки,2Датчик по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, чт. каждый из стержней выполнен с разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях сечением, большая ось которого расположена параллельно плоскости, проходящей через оси струны и трубки.3, Датчик по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что струна и стержни выполнены в виде единого блока, представляющего собой тонкостенный цилиндр с прорезями, расположенный коаксиально с трубкой.4. Датчик по п.3, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что тонкостенный цилиндр и/или трубка выполнены с поперечным сечением, разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях.5. Датчик по п.4, о т л. и ч а ю - щ и й с я тем, что большие из главных осей сечений тонкостенного цилиндра и/или трубки размещены в плоскости, проходящей через оси струны и трубки 6. Датчик по пп,1-5, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что стержни выполнены с переменной по их длине площадью поперечного сечения. 7. Датчик по пп.1-6, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что между стержнями установлена дополнительная струна,3 идентичная основной струне по частотным характеристикам и расположенная5 1444626 6 симметрично относительно оси трубки, 8. Датчик по пп.7 и 8, о т л и - причем установлены взаимодействующие ч а ю щ и й с я тем, что дополнис ней дополнительные катушки возбуж- тельная струна выполнена в едином .дения и съема ее колебаний, блоке с тонкостенным цилиндром.ЕПИ Заказ 6498/41 Тираж 847 Подписное оизв,-полигр, пр-тие, г, Ужгоул. Проектная