Манометр сверхвысокого давления

5 0 01 Е 9/О ЕД ОС АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ И Т(2 1) (22) (46) (75) Е 56) чес при мет лич 00 8.4 д (НОЕ ПАТЕНТНОЕ МСТВО СССР АТЕНТ СССР) 1926507/108.04,917.02.93. Бюл. М 5,М.КорсунскийЖурнал экспериментальной и теоретиой физики, т, 49, в. 7, 1965, с. 129, вторское свидетельство СССР 77694, кл. 6 01 1 9/04, 1983.МАНОМЕТР СВЕРХВЫСОКОГО ДАВИЯзобретение может быть использовано измерении высоких давлений. Маносодержит в термостатируемом металском корпусе с системой злектровводов датчик с керамическим изолятором 1 и пьезочувствительной спиралью 5, Спираль 5 выполнена из стабилизированного сплава на основе хрома с золотом с улучшенными механическими свойствами и малым температурным коэффициентом сопротивления в диапазоне температур 20-100 С, расположена в параллельных оси изолятора каналах 2 с узкими выступами 3 и в соединительных пазах 4 около торцов, глубина которых превышает ширину каналов изолятора, Монтаж спирали, витки которой не касаются, исключает рабочие и монтажные напряжения, искажающие результаты измерений давления. 2 ил,Изобретение относится к приборостро- В каналах 2 и пазах 4 расположена спиению и может бытьиспользовано при изме- раль 5, например, из магнаниновой проворении высоких давлений. лаки (537 ь меди, 39 цинка, 2,75 олова,Известен манометр высокого давления 2,5 никеля, 1,7 марганца, 0,2 алюминия)с бескаркасным пьезоэлектрическим датчи или из сплава, содержащего 97,9 золота и ком в виде многослойной катушки с касаю,1 хрома, температурный коэффициент щимися витками проволоки с изоляцией из электрического сопротивления которого поманганина, рядка 10в диапазоне 20-100 С. ДиаметрНедостатки датчика связаны с ограни- проволоки в пределах 0,1-0,2 мм,ченными долговечностью и точностью изме- "0 В испытанных моделях цилиндрических рений, связанными с поврежденйями - изоляторов из различных керамических маизоляции проволоки потоками сжатого газа териалов минимальная толщина стенки и искажениями результатов измерений дав- между каналами и поверхностью изолятора ления из-эа механических напряжений в была порядка 1,5 мм, Вмодификацияхдатвитках проволоки из манганина, возникаю чиков с малогабаритными каркасами-изолящих в процессе изменения давлЕния при торами для манометров систем с накачке газа в камеры высокого давления и . увеличенным верхним пределом давлений стравливания газа из систем сверхвысокого минимальная толщина стенки между кана- давления, и при изготовлении катушки дат- лами из микролитной керамики может быть20 уменьшена до 0,7-1 мм, при этом концы кажБлизким к предлагаемому манометру дого канала соединены около одного торцаявляется манометр вйсокого давления; со-. каркаса только с одним иэ соседних кана- держащий керамический корпус суСтанов- лов, а около другого торца изолятора только ленной в нем пьезочувствительной с другим из ближайших каналов соответстспиралью. К недостаткам его следует отне вующими пазами, Глубина пазов только сти малый срок службы и невысокую точ- между ближайшими двумя каналами превыность измерения. шает диаметр пьезочувствительной спираЦелью изобретения является увеличе- ли, который в малогабаритных датчикахние точности измерений давления и долго- может находиться в пределах 1,2-1,6 мм при вечности датчика сверхвысокого давления 30 диаметре каналов в пределах 1,8-2,2 мм.при увеличении верхнего предела диапазо- Расстояние между продольными выступами на рабочих температур при измерениях, на поверхностях каналов обеспечивает своНа фиг, 1 представлен общий вид пьеэо- боднув укладку спирали без возникновенияэлектрического датчика сверхвысокого дав- дополнительных монтажных и операционления; на фиг, 2 - каркас датчика. 35 ных внутренних механических напряжений.Датчик сверхвысокого давления содер- Минимальноечисло выступов - три,жит цилиндрический каркас-изолятор 1 из Пьезочувствительный датчик после примикролитной керамики из Окиси алюминия соединения концов проволоки спирали к с добавкой 0,5% окиси магнияс параллель- электровводам обтюратора герметизируетными оси сквозными каналами 2, на повер ся в цилиндрической полости камеры высохности которых имеются параллельные оси кого давления - в корпусе манометра, каркаса узкие выступы 3. Концы каналов который соединен в системе высокого давсоединены кольцевыми пазами 4 в области ления с операционной камерой. Зазор межторцовкаркаса,глубинакоторыхбольшеди- ду поверхностями полости корпуса аметров каналов, Внутренние каналы 2 фар манометра и каркаса-изолятора 0,3-0,5 мм,мируются с применением литья под Диаметр внутренней полости корпуса манодавлением керамического шликера с 8 метра 20 мм.пластификатора в разборные металличе- Электрическое сопротивление спирали ские формы, в которых установлены формо- датчика давления - 200 Ом. Пьезочувствивочные стержни с продольными пазами из 50 тельная спираль включена в стандартную оргстекла при термопластичного полимера электрическую схему, например, четырехметилметакрилата, остающиеся в отливке плечего моста, раскомпенсация которого после разборки литьевой формы. Темпера- из-за изменения сопротивления спирали тура шликера при литье порядка 60 С, дав- датчика, связанного с уменьшением или . ление - батм, Каналы и пазы формируются 55 увеличениемдавления в системе, при измевпроцессе предварительного обжига для рениях регистрируется самописцем или выжигания иэ отливки пластификатора и компенсационной схемой. Точность измеформующих элементов в диапазоне темпе- рений давления манометром со спиралью ратур до 1300 С, Температура спекания изсплава золото-хром порядка 0,2%. Калибкаркаса 1800 С. ровка испытанных моделей датчиков прово1793284 10 15 н и А о с 25 и с 45 дилась метрологической лабораторией с применением поршневого манометра, обеспечивающего точность градуировки поря ка 0,5 О Калибровка манометров провод лась с передающей давление жидкой средой.1 Линейность зависимости электрического сопротивления датчика от давления аргон проверялась в процессе многолетних контрольных испытаний в диапазоне давленй до 6000 атм, Различные типы изоляторов с внутренними каналами с выступами испытывались применением в качестве передающей давление среды жидкости или га а. Минимальйая высота выступов в испыта ных керамических изоляторах была пор дка 0,3 мм при ширине выступов 0,2-0,3 мм,Ряд увеличивающих точность измерей давления преимуществ манометра с 20 олятором с внутренними параллельными налами связан с исключением искажений зультатов измерений, возникающих в тчиках альтернативных конструкций на нове катушек из проволоки с касающими- витками из-за старения или разрушения и длительной эксплуатации изоляции или крытий на металлической проволоке,Формула изобретения1. Манометр сверхвысокогодавления, держащий корпус, выполненный из керамического изоляционного материала, устан вленную в нем цилиндрическую и езочувствительную спираль с токоподвод ми и измерительные средства, .о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения тчности измерения давления и долговечности, спираль выполнена многосекционнойи стабилизированного сплава на оснбве зол та и хрома, а в корпусе параллельно оси метрии выполнены каналы, при этом и врхность каждого из них снабжена по крайнеймере тремя продольными выступами, а каждая из секций спирали установлен в соответствующем канале и к нтактирует с поверхностями продольных 50 выступов, причем концы каждого канала со уменьшающих долговечность датчйков, заполняемых сжатым газом.Дополнительные преимущества датчиков давления с изоляторами с параллельными оси каналами по сравнению с альтернативными манометрами на основе катушек с касающимися витками связаны с исключением уменьшающих точность измерений монтажных и операционных механических напряжений, Конструкция датчика с выступами в каналах изолятора практически исключает абразивный износ спирали, который должен возникать в рассмотренных альтернативных манометрах.Использование проволоки без изоляции для спирали в датчиках на основе изоляторов с внутренними каналами позволяет расширить диапазон рабочих температур по сравнению с манометрами с изоляцией проволоки катушек с касающимися витками.Преимущества датчиков давления с изоляторами с параллельными каналами связаны с исключением вероятности замыкания витков и касания спирали с металлическим корпусом манометра, Уменьшение площади поверхности контакта спирали датчика с изолятором благодаря наличию выступов в каналахувеличивает. точность измерений,единены двумя основныМи пазами в виде кольцевых секторов с первого торца корпуса с одним из близлежащих каналов, а С второго торца корпуса - С другим иэ близлежащих каналов.2. Манометр по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на каждом из торцов, основные пазы соединены между собой дополнительными пазами в виде кольцевых Секторов с образованием общего кольцевого лара,3. Манометрпопп.1 и 2, отличающий с я тем, что каналы выполнены цилиндрическими.4.Манометрпопп.1 и 2, отличающий с я тем, что каналы выполнены призматическими.5, Манометр по пп. 1- 4, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что каждая спираль содержит не менее 2,1 хрома, 0,005 - 0,06 теллура, остал ь ное - зблОтО.1793284 оставитель О,Полевехред М,Моргентал Корректор А.Обруча Редактор Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Зака ИИПИ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага