Вакуумметр

ФМмг 1 СОЮЗ СОВЕТ скихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09)А 1 АТЕНТНО 6 01 1 21/2 СУДАРСТВЕННОЕДОЛЛСТВО ССС СПАТЕНТ ССС ф 4 РЪд;ЫБД 1,) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)автоматики МаслоСР овании,й техниущн ость мерительнмметров. 2) В,И,Галкин, Е.А,Измайлов и А 6) 1. Авторское свидетельство СС 553507, кл. 6 01 1 21/24, 1977,2. Авторское свидетельство СС 021978, кл. 0 01 1 21/24, 1979.3, Приборы для научных иссле33, М 2, 1962, с. 3 - 7, 4) ВАКУУММЕТР 7) Использование: в издля тарировки вакуу изобретения: вакуумметр содержит корпус 1, узел подвзса ротора, бесконтактно подвешенный сферический ротор 2, статор электродвигателя 3 раскрутки ротора и устройство измерения скорости вращения ротора. В отличие от прототипа в нем статор подвеса изготовлен в виде двух четырех поАюсных диаметрально расположенных сердечников 5 и 6, симметрично охватывающих сферический ротор 2, в котором выполнено сквозноое цилин.1 рйческое отвЕрстие, ось которого совпадает с осью ротора. Кроме того, на роторе выполнены проточки 7, равномерно расположенные в экваториальной зоне ротора, при этом в качестве материала ротора использован феррит, 1 ил,времени подготовки прибора к работе и обеспечение работы прибора в произвольных положениях,Для достижения цели в вакуумметре, содержащем корпус с подводящими каналами, установленные в нем сферический ротор, узел подвеса ротора. статорэлектродвигателя раскрутки ротора и устройство измерения скорости вращения ротора, узел подвеса ротора выполнен в видедвух по крайней мере двухполюсных сердечников с обмотками, закрепленных одним концом на корпусе и расположенных напротив друг друга на одинаковом рассто 50 55 Изобретение относится к вакуумной технике, предназначено для точного измерения давления в диапазоне 10 -10 мм рт."т. и может быть использовано для тарировки вакуумметровдругих типов в качестве 5 эталонного,Известны вакуумметры с вращающимся сферическим ротором, в которых используется зависимость коэффициента вязкости разреженного газа от давления. 10Использование в них электростатического поля для подвеса сферического ротора резко снижает надежность работы вакуумметра при давлении выше 104 мм рт.ст. из-за электрических пробоев. Ис пользование в вакуумметре металлического ротора приводит к тому, что в нем находятся вихревые токи, приводящие к увеличению времени подготовки прибора к работе и снижению точности вакуумметра, 20Прототипом предлагаемого технического решения является вакуумметр, который имеет корпус, статор подвеса в виде сердечника соленоида, бесконтактно подвешенный сферический ротор, статор 25 электродвигателя для раскрутки металлического ротора и устройствО измерения скорости вращения ротора.В вакуумметре имеет место разогрев ротора вихревыми токами при его разгоне. 30 В результате медленного охлаждения ротора время подготовки прибора к работе равняется нескольким часам, При механических колебанияхсоленоида изменяется магнитный поток в роторе, который 35 вызывает вихревые токи в нем и приводит к его торможению и снижению точности ва-куумметра. Система подвеса ротора; состоящая из солейоида с сердечником и демпфирующего устройства, содержащего 40 стальную иглу, которая находится в баллоне с жидкостью, не позволяет работать при произвольных положениях прибора.Целью изобретения является повышение точности прибора и улучшение удобства эксплуатации, а именно сокращение янии от центра ротора по обе стороны от него, а статор электродвигателя раскрутки ротора выполнен в виде кольцевого сердечника, охватывающего ротор и установленного между двумя сердечниками узла подвеса на равном расстоянии от каждого из них,.причем в роторе выполнено сквозное осевое цилиндрическое отверстие, а на его поверхности перпендикулярно оси отверстия - выемки, размещенные равномерно по окружности напротив сердечника статора, причем подводящие каналы и от; верстия ротора расположены соосно, а устройство измерения скорости -вращения ротора выполнено в виде дополнительной обмотки, установленной в пазу выполненном на кольцевом сердечнике статора, при этом ротор выполнен из феррита.Анализ аналогичных устройств и устройств близкого назначения, проведенный по источникам патентной и научно-технической литературы, показал, что технические средства, отличающие заявляемое устройство от прототипа, влияют на достигаемый результат и проявляют в заявляемой совокупности признаков новые свойства, что свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между новыми признаками и положительным достигаемым результатом,На чертеже изображен предложенный вакуумметр в разрезе.Вакуумметр содержит корпус 1, бесконтактно подвешенный сферический ротор 2, статор электродвигателя 3 для раскрутки ротора и устройство измерения скорости вращения ротора, в состав которого входит дополнительная катушка 4 на статоре электродвигателя. Подвес ротора осуществляется с помощью статора подвеса, изготовленного в виде двух многополюсных диаметрально расположенных сердечников 5 и 6, охватывающих симметрично сферический ротор, Катушки статоров подвеса образуют вместе с последовательно подключенными к ним емкостями резонан.сные контуры, На каждом статоре подвеса имеются по восемь резонансных контуров, Все они через электронное демпфирующее устройство подключены к источнику питания частотой 6000 Гц,Поскольку катушки размещены на полюсах ферритовых магнитопроводов, то их индуктивность зависит от положения ротора в зазоре. Удаление ротора от какого-либо полюса с катушкой приводит к уменьшению индуктивности контура. В результате ток, потребляемый этим контуром, возрастает, увеличивается магнитный поток и, следовательно, сила притяжения ротора. В то же93289 10 15 ск ст ли по ва=К 0 ка ше ле с р и и- а 40 45 50 5 17 вр мя приближение ротора к противополо ному полюсу другого статора подвеса вы ывает увеличение индуктивности контура, уменьшение тока и силы притяжения ротора, Таким образом, разность сил, прило енных к ротору между противоположно ра положенными полюсами, компенсирует си у тяжести и внешнюю нагрузку, воздейст ующие на ротор.На сферическом роторе 2 выполнено восемь проточек 7 равномерно расположенных в экваториальной зоне ротора, предназначенных для разгона ротора частотлым методом. Кроме того, ротор имеет озное отверстие. необходимое для вывки ротора в требуемом положении. Коество проточек на роторе равно числу юсов статора электродвигателя, Создамое вращающее магнитное поле статора екает за собой ротор. Использование в естве материала ротора феррита с повыным удельным электрическим сопротивием позволяет практически исключить рев ротора вихревыми токами. Как извео, время готовности прибора к работе но времени раскрутки ротора и времени еходного теплового пооцесса. Так как ротор при раскрутке не нагревается, то время готовности прибора определяется толь ко времеНем раскрутки ротора.Однако при использовании ферритового ротора возникает проблема раскрутки ротора, которая решается путем выполнени 6 на сферическом роторе проточек в количестве, кратном числу полюсов статора эл ктродвигателя, равномерно расположе ных вэкваториальной зоне ротора истато а электродвигателя, изготовленного в виДе сердечника, охватывающего ротор в области проточек ротора. Применен частотны метод раскрутки, Ротор имеет темную по ерхчасть, что затрудняет измерение его ск рости оптическим способом. Поэтому в паы статора уложена дополнительная обмотка устройства измерения скорости по изменению индукции в рабочем зазоре,При механических колебаниях вакууммегра в роторе не возникают вихревые токи, пр водящие к потере точности из-за его то можения,Выполнение статоров подвеса в виде двух многополюсных диаметрально располокенных сердечников, охватывающих симметрично сферический ротор, улучшает эксплуатационные характеристики прибора; а именно позволяет работать вакуумметру при произвольных положениях прибора,Устройство работает следующим образом,Сначала подается напряжение на статор подвеса, Г 1 ри этом осуществляется бесконтактный подвес ротора. Ось ротора направляется вдоль оси статора электродвигателя, Ориентация ротора вызвана взаимодействием мзгнитного поля статора подвеса с ротором, имеющим сквозное отверстие, Затем подается напряжение на статор электродвигателя, создающее вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой. ротор. По достижении необходимой скорости вращения отключают электродвигатель, Давление газа, протекающего через прибор по трубкам 8, определяется по фор- муле где йо, об/с - скорость вращения ротора вмомент времени Ьй, об/с - скорость вращения ротора в25 моментвремени с;К - коэффициент, зависящий от инерцальных свойств ротора, а также от темпертуры и молекулярного веса газа,Скорость вращения ротора измеряется30 катушкой 4, которая запитывается частотой,отличной от частоты электродвигателя иподвеса,Испытания макетного образца показали, что переходный тепловой режим метал 35 лического ротора, взвешенного вмагнитном поле, продолжается около 3,5 ч,а время раскрутки менее 10 мин, Поэтомуиспользование ротора, изготовленного иэферрита с повышенным удельным сопротивлением и имеющего проточки, позволяет уменьшить время готовности прибора к работе с 3 ч 40 мин до 10 мин, т.е, в 22 раза,Использование в качестве материала ротора феррита, у которого удельное электрическое сопротивление примерно в 10 раз больше, чем у металла, практически устраняет вихревые токи, приводящие к торможению ротора и тем самым существенно повышает точность прибора.Выполнение статс ов подвеса в виде рдвух многополюсных диаметрально расположенных сердечников, охватывающих симметрично сферический ротор, улучшает эксплуатационн ые ха рактеристики и рибора, а именно позволяет работать вакуумметру при произвольных положениях прибора.1793289 Составитель В.ГалкинТехред М,Моргентал Корректор ЭЛончакова Редактор Заказ 498 Тираж Подписное ВНИИП 11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретения Вакуумметр, содержащий корпус с подводящими каналами. установленные в нем сферический ротор, узел подвеса ротора, статор электродвигателя раскрутки ротора, и устройство измерения скорости вращения ротора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и улучшения удобства в эксплуатации, узел подвеса ротора выполнен в виде двух по крайней мере четырехполюсных сердечников с обмотками, закрепленных одним концом на корпусе и расположенных напротив друг Друга на одинаковом расстоянии щ центра ротора по обе стороны от него, а статор электродвигателя раскрутки ротора выполнен в виде кольцевого сердечника, охватывающего ротор и установленного между двумя сердечниками узла подвеса на равном расстоянии от каждого из них, причем в роторе выполнено сквозное осевое цилиндрическое отверстие, а на его поверхности перпендикулярно оси отверстия - выемки, размещенные равномерно по окружности напротив сердечника статора, причем подводящие каналы и отверстие ротора расположены соосно, а устройство измерения частоты вращения ротора выполнено в виде дополнительной обмотки, установленной в пазу, выполненном на кольцевом сердечнике статора, при этом ротор выполнен из феррита,