Емкостный датчик давления

союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 812461 1 Е 9/12 РЕТЕН мерительтным датнным для тях науки,создание ного давстныи датная схема ормировасодержит опорным зором отОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ(57) Использование; датчик относится к измерительной технике и может быть использован при измерении избыточногодавления и разности давлений жидких и га:зообразных сред. Сущность изобретения:емкостный датчик давления содержит мембрану 1, закрепленный с зазором относи . тельно мембраны диск 4, дополнительнуюмембрану, закрепленную с зазором на расположенном заподлицо с внешней поверхностью диска торце втулки 6, закрепленнойна опорном основании 3 мембраны 1, два Изобретение относится к из ной технике, в частности к емкос чикам давления, предназначе использования в различных облас техники и народного хозяйства. Целью изобретения является возможности измерения избыто ления и разностидавлений. На фиг. 1, 2 изображен емко чик давления; на фиг, 3 - структур нормирующего устройства по ф нию выходного сигнала. Емкостной датчик давления мембрану 1 с жестким центром 2 основанием 3, закрепленный с земкостных преобразователя, каждый из которых выполнен в аиде двухпротиволежащих электродов, причем электроды 7, 8 первого емкостного преобразователя расположены на мембране и внутренней поверхности диска, а электроды 9, 10 второго преобразователя- на внешней поверхности диска и внутренней поверхности дополнительной мембраны 5,выполненной с жестким центром 11 и с опорным основанием 12, герметично соединенным по периферии с гибким элементом 13, герметично скрепленным с гермоколодкой 14. Электроды второго емкостного преобразователя могут быть выполнены в виде двчх гальванически изолированных пар электродов одинаковой емкости, Кроме того, одна из пар электро- Б дов второго емкостного преобразователя может быть выполнена в виде противолежащих колец, расположенных канцентрично круглым электродам 15 другой пары. Положительный эффект; возможность измере- . Я . ния избыточного давления и разности давлений. 3 3. и. ф-лы, 3 ил.ОО носительно мембраны диск 4, дополнительную мембрану 5, закрепленную с зазором на расположенном заподлицо с внешней поверхностью диска торце втулки 6, закрепленной на опорном основании, два емкостных преобразователя, каждый из которых выполнен в виде двух противолежащих электродов. Электроды 7, 8 первого емкостного преобразователя расположены на . мембране и внутренней поверхности дйска.Электроды 9, 10 второго емкостного преобразователя расположены на внешней поверхности диска и внутренней поверхности дополнительной мембраны, которая выполнена с жестким центром 11 и опорным основанием 12, герметично соединенным по пе- опорным основанием 12, герметично соедириферии с кольцевым гибким элементом 13, нены по периферии через гибкий элемент 13 скрепленнымсгермоколодкой 14,герметич- с гермоколодкой 14, герметично соединен- но соединенной противолежащим торцом с ной противолежащим торцом с опорным осопорным основанием мембраны. Электро нованием 3 мембраны 1, позволяет ды второго емкостного преобразователя вы- обеспечить модуляцию емкости второго емполнены в виде двух пар противолежащих костного преобразователя атмосферным электродов. Нафиг. 2 показаны вариант вы- давлением или вторым измеряемым давлеполнения электродов 15 и 16, размещенныхнием, причем герметичное соединение элена дополнительной мембране 5. Ответные 10 ментов конструкции исключает вредное электроды размещены на диске 4, В соот- воздействие окружающей среды или второветстаии с и. 4 формулы, одна из пар элект- го измеряемого давления на межэлектродродов второго емкостного преобразователя ные зазоры преобразователей, Применение выполнена в -виде противолежащих колец гибкого элемента 13 с малой жесткостью 16, расположенных концентрично круглым 15. позволяет устранить влияние элементов электродам,15 другой пары, Выводные про- конструкции на величину емкости второго водники 17 (показаны условно), соединяю- емкостного преобразователя, т.к., ели связь щие электроды с контактами гермоколодки, опорного основания с гермоколодкой была .проходят через пары 18 выполненные во бы жесткой, то деформация колодки и друвтулке 6.:, 20 гих элементов (механические, температурЕмкостный датчик работает следующим ные) искажали бы значения емкости второго образом, Под воздействием измеряемого емкостного преобразователя, а следовадавления основная мембрана 1, а следова-.тельно, искажали величину измеряемого изтельно, и ее жесткий центр 2 с одним из быточного давления или разности электродов 7 первого емкостного преобра-. 25 давлений, Выполнение жесткого центра 11 зователя перемеЩается в сторону другого на дополнительной мембране 5 в области электрода 8 этого преобразователя. Вслед- размещения электродов обеспечивает плоствие этого емкость первого емкостногоскопараллельное перемещение электрода преобразователя изменяется, При измене(или электродов 15 и 16, размещенных на нии темвературы вследствие разности 30 дополнительноймембране), а,следователь- ТКЛР втулки 6 и мембраны 1 с диском 4, но, обеспечивает более точное измерение дополнительная мембрана 5 перемещается избыточного давления или разности давле-.относительно диска 4. В результате этого ний, Выполнение электродов второго емко- емкость второго емкЬстного преобразова- стного преобразователя в виде двух теля изменяется в зависимости от темпера 35 гальванически изолированных пар электро- туры. В случае воздействия на дов одинаковой емкости обеспечивает лидополнительнуюмембрану 5 атмосферного нейную зависимость выходного сигнала давления (в случае измерения избыточного нормирующего устройства от разности издавления) или второго измеряемого давле- меряемых давлений. Выполнение одной из ния(в случае измерения разности давлений) 40 пар электродов второго емкостного преобдополнительнаямембрана 5,а следователь- разователя в виде противолежащих колец, . но, и ее жесткий центр 11 с вторым электро. расположенных концентрично круглым дом 10 (или электродами 15, 16) второго электродам другой пары, устраняет неиденемкостного преобразователя изменяет свое тичность характера изменения емкостей положение относительно первого электро этих электродов вследствие возможных неда 9 второго емкостного преобразователя. точностей изготовлейия, приводящих к не- В результате этого емкость второго емкост- параллельности электродов.ного преобразователя однозначно связана Технико-экономическим преимущестс величиной атмосферного давления (в слу- вом заявляемого решения является возможчае измерения избыточного давления) или с 50 ность измерения избыточного давления или величиной второго измеряемого давления(в разности давлений за счет модуляции вели- случае измерения разности давлений). Зна- чины межэлектродного зазора второго емчения емкостей первого и второго емкост- . костного преобразователя атмосферным.ных преобразователей подаются на давлением или вторым измеряемым давленормирующее устройство (см. фиг, 3) кото нием.рое формирует выходной сигнал, завися- Кроме того, преимуществом заявляещий от разности давлений, мой конструкции является также то, что извоздействующих на основную и дополни- мерение избыточного давления и разности тельную мембрану с учетом температуры, давлений достигается без применения разВыполнение дополнительной мембраны 5 с личных штоковых систем, вносящих дополнительные погрешности, особенно при воздействии температуры. Преимуществом заявляемой конструкции является также то, что измерение избыточного давления и разности давлений может осуществляться с ми нимальной доработкой существующих нормирующих устройств.Кроме того, преимуществом заявляемой конструкции является то, что измерение избыточного давления или разности 10 давлений проводится с одновременным учетом температуры.Формула изобретения1. Емкостный датчик давления, содержащий первую мембрану с жестким цент ром и опорным основанием, закрепленный с зазором относительно мембраны диск, первый емкостный преобразователь, выполненный в виде двух противолежащих электродов, расположенных соответствен но на мембране и на внутренней поверхности диска, и гермовводы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения избыточного давления и разности давлений, он снабжен дополни тельной мембраной с опорным основанием, кольцевым гибким элементом, корпусным кольцом, втулкой и вторым емкостным преобразователем в виде двух дополнительных противолежащих электродов, при этом диск 30 с помощью втулки закреплен на опорном основании первой мембраны, втулка расположена своим торцом заподлицо с внешней поверхностью диска и на ней с зазором относительно диска закреплена своим основанием дополнительная мембрана, герметично соединенная по периферии с . кольцевым гибким элементом, который герметично .прикреплен к торцу корпусного кольца, герметично установленного на опорном основании первой мембраны, при этом гермовводы вмонтированы в корпусное кольцо, а дополнительные электроды расположены соответственно на внешней поверхности диска и внутренней поверхности дополнительной мембраны.2, Датчик по и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что в нем на дополйительной мембране, в области размещения дополнительного электрода выполнен жесткий центр.3, Датчик по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в нем дополнительные электроды второго емкостного преобразователя выполнены в виде двух гальванически изолированных пар электродов одинаковой емкости.4, Датчик по пп, 1-.3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в нем одна из пар дополнительных электродов второго емкостного преобразователя выполнена в виде противолежащих колец, расположенных концентрично круглым электродам другой пары.1812461 Составитель В,Комаровехред М.Моргентал ректор М,Максимищинец дактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 аказ 1571 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5