Датчик давления с частотным выходным сигналом

ЯО 560997 союз советсникСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 1)5 С 01 Ь 11 ГОСУДАРСТВ по изов рте ПРИ ГННТ СС НЫЙ НОМИТЕТЯМ И ОТНРЫТИЯМ йиАВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТ обла ретение относит о-измерительной к датчикам давл ехник ия жидкихзобретеЦел ствитазных ср ппение ч а льнос ора дения 5тонкостецилиндранит 19,не сво сположенныи Д ПИСАНИЕ ИЗОБР(56) Авторское свидетельство СССУ 1108342, кл. С 01 Ь 11/ОО, 198Авторское свидетельство СССРВ 304466, кл. С 01 Ь 11/00, 1970(57) Изо контроль частност и газооб ния по дне 2 ко сильфона связан с пуса 1 закреплен один конец 8, другой конец которого резонатором 3. Внутри резо- размещены устройства возбужсъема 6 колебаний, а также ный цилиндр 14. В середине14 закреплен кольцевой маг1560997 бодного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1.Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и5 размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием 10 давления жесткость резонатора уменьшается, сильфон 8 перемещается вверх. , Магнит 19 приближается к центру резоИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред. 20Цель изобретения - повышение чувствительности.На фиг.1 представлено устройство, общий вид, на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1. 25Датчик содержит корпус 1 с дном 2. В корпусе 1 размешен резонатор 3, выполненный в виде стакана из ферромагнитного материала с тонкостенным цилиндрическим участком 4, с устройст- Зп вами возбуждения 5 и съема 6 колеба-, ний резонатора 3, который открытым торцом 7 соосно установлен на силь" фоне 8, установленном другим своим торцом на дне 2 корпуса 1. Устройст 35 Ва возбуждения 5 и съема 6 колебаний размещены на держателе 9, закрепленном на дне 2 и размещенном в полости резонатора 3, В корпусе 1 размещен тонкостенный цилиндр 10, который со стенкой корпуса образует камеру 11, На стенке цилиндра 10 размещен кольцевой магнит 12 на уровне середины стенки 4 резонатора. В полости 13 резонатора 3 коаксиально резонатору размещен тонкостенный цилиндр 14 образующий с поверхностью охватываемого ым держателя 9 полость 15, которая каналом 16 соединена с приемной камерой 1, снабженной подводящим измеряемую среду штуцером 18. Иа на 50 ружной поверхности цилищра 14 закреплен кольцевой магнит 19 на уровне торца 7 резонатора 3. Кольцевой магнит 12 (фиг.2) выполнен в виде кольцевых сегментов 20, каждый из которых закреплен в своей средней час"и на стенке цилиндра 10 с помощью винтов 21, Кольцевой магнит 19 тайнатора 3, а магнит 12 удаляется, всвязи с чем частота колебаний резонатора уменьшаетсяВнутренняя поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удаляются от резонатора 3, а внешняя поверхность цилиндра 14 и магнит 19приближаются к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора, В результате действия перечисленных факторов чувствительность датчика повышается, 2 з,п,ф-лы, 2 ил. же выполнен в виде кольцевых сегментов 22, каждый из которых укреплен на стенке цилиндра 14 в своей средней части с помощью винтов 23.Цилиндры 10 и 14 снабжены кольцевыми буртами 24,25 и 26,27, установленньвщ на их торцах. Кольцевые бурты 24 и 25 закреплены на внешней поверхности цилиндра 10 и связаны с корпусом 1. Кольцевые бурты 26 и 27 закреплены на внутренней поверхности цилиндра 14 и связаны с держателем 9.Датчик давления работает следующим образом.Давление измеряемой среды воздействует на наружную поверхность цилиндрической стенки 4 резонатора, которая приводится в колебательное состояние с помощью электромагнита 6. Съем колебаний производится с помощью электромагнита б. Под влиянием наружного давления жесткость резонатора уменьшается и частота колебаний на выходе датчика уменьшается. Одновременно уменьшение жесткости резонатора происходит вследствие воздействия давления на стенку цилиндра 10, которая увеличивает свой диаметр, отодвигая закрепленный на ней кольцевой магнит 12 от стенки 4 резонатора, Под действием измеряемого дав" ления, поступающего по каналу 16 в полость 15 цилиндра 14, его стенка увеличивает диаметр и укрепленный на ней кольцевой магнит 19 приближается к стенке резонатора, уменьшая его жесткост.ь, Под действием давления в ,приемной полости 17 сильфона 8 сжимается и резонатор перемещается в направлении дна 2 корпуса 1, что приводит к перемещению стенки резонатора относительно кольцевых магнитов 12 и 19. При этом действие наруж5156 ного магнита 12 ослабевает, а внутреннего магнита 19 возрастает, поскольку действие магнитов на стенку 4 определяется их расстоянием от середины цилиндрического участка 4. Максимальное действие наблюдается при расположении кольцевого магнита посередине этого участка, а минимальное - на конце этого участка. Следовательно, за счет относительного про" дольного перемещения резонатора относительно кольцевых магнитов жесткость резонатора при повышении давления дополнительно уменьшается.В результате от одновременного действия пяти факторов (давления на стенку 4 резонатора, радиального перемещения двух магнитов относительно резонатора и продольного перемещения резонатора относительно двух магнитов) выходная частота колебаний резонатора уменьшается при повышении давления измеряемой среды. По этой частоте судят об измеряемом давлении. Полости 11 и 13 соединяются с атмосферой при измерении избыточного давления или вакуумируются при измерении абсолютйого давления.Выполнение кольцевого магнита в виде кольцевых сегментов позволяет исключить жесткость магнита в виде кольца и соответственно увеличить величину радиального перемещения магнитов. Крепление сегментов в средней части позволяет максимально исключить влияние жесткости сегментов на велич.ну их радиал.;ного перемещения, В т:и случае их перемещение фактически зависит от жесткости стенки цилиндров 10 и 14,Формула изобретения1, Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий цилиндрический корпус с дном и подводящим каналом, размещенный в корпусе и вы 0997 6полненный из ферромагнитного материала резонатор в виде стакана с цилиццрическим участком, внутри которого5размещено устройство возбуждения исъема колебаний, закрепленного на держателе с основанием, и два кольцевыхмагнита, установленных коаксиально срезонатором, один из которых расположен внутри резонатора, а другой -снаружи, причем наружная поверхностьрезонатора,и стенка корпуса образуютприемную полость, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен сильоном и двумя тонкостенными цилиндрар.ми с кольцевыми буртами на торцах,установленными коаксиально с резонатором, при этом бурты одного тонко 20 стенного цилиндра размещены на еговнешней поверхности и скрепленьг свнутренней поверхностью корпуса, абурты другого тонкостенного цилиндраразмещены на внутренней его поверх 25 ности и закреплены на держателе, приэтом один торец сильфона соединен соткрытым торцом резонатора, а другойего торец закреплен на основании держателя, в держателе выполнен канал,0 сообщающий приемную полость с полостью второго цилиндра, при этом второй магнит закреплен на внутреннейповерхности первого цилиндра и разме"щен на уровне середины цилиндрического участка резонатора, а первыймагнит установлен на внешней поверхности второго цилиндра и размещен на.ровне открытого торца резонатора.2. Датчик по п. о т л и ч а ив40щ и й с я тем, что кольцевые магниты выполнены в виде кольцевых сегментов,3. Датчик по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что кольцевые45 сегменты закреплены на стенках цилиндров в средней части каждого сегмента.15 б 0997 одписно раж и ГКЕП СССР сУдарственного комитета по изобретенияи и открыт113035, Иосквй, Н, Раушскан наб, д.т оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагар 10 едактор Л.Пчолинскааказ 974 Составигель Е,ШваяТехред Л.Сердокова КорректоР В,Кабаций