Номер патента: 1506310

Автор: Жуйков

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 10 40011 90 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ бразующей часет собой пласого э и, кот ину 2 ментаи п рдя предста э пьезоэлектр ид рас положенным встречно(ИП) пов н (ПАВ) .арами аэователе ических в боковои еевыполнено сти по идетельств 01 1. 9/08,ое торц аметром, прев нутри которог дюши е толщися двадиаметнаходя иска 8 54) 57) ЧИК ДАВЛЕНИЯбретение от й технике,еэоэлектрическ сится к измечдстности к уствным диаметр остью переме отвеениянт ритель ройств костей чувств ния. Д воэмо Чувст его,оля8 ам для измерен и газов, и по ительность прия давления жид ительнын элемлектрическимиштока 9, Под зан спосредм изме- деформаволяет выси ьезо твом дискамействиеисходит измерении з чувствит давлечик состои ряемого ддвления пр Ю(53) 531787(0 (56) Авторское В 1384983, кл,Бюл,33олитехнический инстия Великой Октябрьскойй революции ческого матеи на ней двумяштыревых преоберхностных акусВ пластине 2 вси симметрииовое отверстие5 О 6310 3ция чувствительного элемента 1, диски 8 перемещаются в отверстии 7, что приводит к смещению акустического тракта распространения ПАВ, При этом изменяется частота к;лебдций двтогенераторов, в которые включены излучающие 3 и приемные 4 ВП, причем блдгоддря предложенной топологииВШП частота Г одного двтогенердторд увеличивдется, д другого1умецьшдется и нд выходе датчика снимается сигнал БГ рдццый разностиприращения частот 4 Г = юГ в Л Г3 ил, Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давления жидкостей и газов,Целью изобретения является повышение чувствительности датчика,На фиг, 1 показан датчик давления, общий вид; на фиг,2 и 3 - возмож.2 Оные конструкции преобразующего элемента датчика.Датчик. содержит чувствительныйэлемент 1, выполненный, например, ввиде мембранного блока, и преобразующую часть, которая представляет собой пластину 2 иэ пьезоэлектрического материала с расположенными ца нейдвумя парами излучающих 3 и приемных4 встречно-штыревых прео.,рдзовдтелсй 30(ВШП) поверхностных акустических волн(ПАВ), Пластина 2 закреплена нд корпусе датчика 5 с помощью держателей6, а в боковой ее части по оси симметрии выполнено глухое торцовое отверстие 7 диаметром, превышающим еетолщину, внутри которого находятсядва пьезоэлектрических диска 8 с диаметром, равным диаметру отверстия, своэможностью перемещения вдоль него, 4 ОЧувствительный элемент 1 жестко соединен с пьезоэлектрическими дисками 8посредством штока 9,Датчик работает следующим образом,При отсутствии измеряемого давления пьезоэлектрические диски 8 толщиной, не превышающей 1,5 мм, и диаметром, равным диаметру отверстия 7, находятся в определенном начальном положении (например, соответствующематмосферному давлению). При включениинапряжения питания усилителей (не показаны ) в кольце двтогенераторов, образованных усилителями, излучающими3 и приемными 4 преобразователями,а также пьезоэлектрическими дисками8 возникают колебания на частотеЧ 7Г = - Г = в , где у - скоростьо Л 1 " ф распространения ПАВ, 1, - шдг электродов ВШП по линии, проходящей через пьезоэлектрические диски 8 и ВШП3 и 4, Эта линия соответствует направлению акустического луча ПАВ, Еслитолщина дисков 8 равна или немногоменьше ширины акустического луча, задаваемого топологией излучающих ВШП3, то вся энергия возбужденных ПАВдостигает через диски 8 приемных В 1 П4(фиг,2 и 3), Это приводит к устойчивой генерации колебаний автогенераторов нд частотах Г, и Г Возникновение генерации ид другой частоте невозможно, поскольку акустические лучи, излучаемые ВШП 3, в этомслучае сместились бы вдоль апертурыВШП и, пройдя на другую сторонупластины 2, демпфировались бы в последствии о корпус датчика,Гри подаче измеряемого давленияво внутреннюю полость чувствительного элемента происходит деформация мембранного блока, Жесткий центрего связан со штоком 9, который является направляющей перемещения исвязующим звеном между чувствительным элементом 1 и пьезоэлектрическимидисками 8. Последние под воздействием измеряемого давления перемещаются вдоль глухого торцового отверстия 7 выполненного по оси симметрии пластины 2, Это приводит к соответствующему смещению акустического тракта распространения ПАВ, Приэтом автогенераторы, образованные соответствующими усилителямиизлучающими 3 и приемньп и 4 ВШП ПАВ,д также пьезоэлектрическими дисками 8, изменяют частоту колебаний,Причем, благодаря топологии ВШП, частота Годного двтогецератора увеличивается, а частота другого Г,уменьшается. Поэтому цд выходе датчика снимается сигнал дГ, равныйВГ=ЬГ -ЬГ Изменение частоты до 150631стигдется зд счет топологии ВИ 3, Конструкция В 111 2 выбрзцд цз условия выделения необходимого еигцдлд из пшрокого дидпдзоца частот дГ, Поэтому5 используются переменный шдг электродов ВШП 3, который увеличивается к периферии плдстицы 2, и разная длина электродов.Нд фиг,3 показан возможный вариант использования преобразующей части с наклонными электродами ВШЛ 3, Направление дв:женця ПАВ ца пластине показано стрелками. Луч ПАВ при изменении частоты возбуждения смещается вдоль апертуры В 1 И 3, обеспечивая тем самым плоское сканирование, Начальное положение дисков 8 целесообразно выбирать таким, чтобы результирующая частота ЛГ=Г -Г, 20 стремилдсь к нулю, Лри перемещении пьезоэлектрических дисков 8 (фиг,2 и 3 ) вдоль глухого торцового отверстия 7 пластины 2 изменяется длина, а следовательно, и частота акустичес ких волн, пропускаемых пьезоэлектрическими дисками 8 от излучающих ВШП 3 к приемным ВЛ 4, Частота изменяется от значения, принятого за начзльное при градуировке датчика, до уста цовившегося (ЯГ,=Г,-Г,; Г=Г з Гв)Следовательно, в автогенераторах устанавливаются колебания с частотой, соответствующей пространственному шагу электродов излучающих ВШП 3, Ло изменению частоты ЛГ судят о величине измеряемого давления. формула изобретения40Датчик давления, содержащий размещенный в корпусе манометрический чувствительный элемент и закрепленную в корпусе пьезоэлектрическую пластину, на которой расположены первые излучающий и приемный встречно-штыре" вые преобразователи поверхностных дкус тическцх волн, кг торые симметрично рд змеще вы но Обе с тороцы Рт глухо - го отверстия, выполненного в пластине цо осц ее симметрии со стороны торцовой части, обращенной к чувствительному элементу, при этом чувствительный элемент снабжен соединенным с ним штоком, нд котором закреплен пьезоэлектрический диск, расположенный в отверстии пластины свозможностью перемещения вдоль него, причем диаметр Й отверстия пластины удовлетворяет соотношению 1,1 Ь) 7 дЬ, где Ь - толщцца пластины, с тл ич дющий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оц снабжен дополнительными излучающим и приемным встречно-штыревыми преобразователями поверхцостцых дкустичеСких волц, расположенными цд пьезоэлектрической пластине аналогично первым преобразователям поверхностных акустических волн, и дополнительным пьезоэлектрическим диском, закрепленным на штоке и расположенным в отверстии пластины, при этом первые и дополнительные преобразователи поверх. ностных акустических волн расположецы симметрично относительно оси симметрии плдстицы, перпендикулярнойоси отверстия, а пьезоэлектрическиедиски расположены нд линиях, проходящих через середины апертуры встречно-штыревых преобразователей, причем у излучающих и приемных встречно-штыревых преобразователей электроды выполнены с переменным шагом, увеличивающимся к периферии пьезоэлектрической пластины по линии, перпендикулярной электродам, кроме того, у излучающих встречно-штыревых преобразователей каждый последующийэлектрод, начиная со второго, по длине не равен предыдущему и уменьшается или увеличивается к периферии пьезоэлектрической пластины,-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственн здательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гага Заказ 5420/43 Тираж 789ВНИИПИ Государственного комитета при ГКНТ СС113035, Москва, Я

Смотреть

Заявка

4261159, 15.06.1987

КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. 50-ЛЕТИЯ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

ЖУЙКОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01L 9/08

Метки: давления, датчик

Опубликовано: 07.09.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1506310-datchik-davleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Датчик давления</a>

Похожие патенты