Устройство для динамической тарировки датчиков импульсного давления

ОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК ННОЕ СССР ССР) ГОСУДАРСТВ ВЕДОМСТВО (ГОСПАТЕНТ ТЕНТНО НИ ОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Северо-Западный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 781643, кл. 6 01 1 27/00, 1978.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙТАРИРОВКИ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГОДАВЛЕНИЯ(57) Применение: изобретение относится кприборостроению и может быть использовано для тарировки датчиков импульсногодавления. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит эллипк приборострованию для тари- в условиях ических процесмеру 1 в виде , заполненную водой. Для заробождения ее оттуцер 3. В первомисточник 4 таричающий в себя е к цепи разряда еличение быстро- ности измерений и формирования давления в месика давления эа волны-предвестиком тарировочструктивная схепринципы соглаложения полого камере с ее пара- размерами прой, занимаемыхсигнала и приИзобретение относитс ению, в частности.к оборуд ровки датчиков быстропротекающих динам сов. Цель изобретения - ув действия и повышение точпутем уменьшения времен фронта волны импульсного те расположения приемн счет уменьшения влияния ника, создаваемого источн ного сигнала.На фиг.1 показана кон ма устройства; на фиг.2 - сования размеров и распо конуса в эллипсоидальной метрами, а также формой и странственных областе источником тарировочного емником давления./ (5)5 0 01 1 27/00 соидальную камеру, заполненную рабочим телом. В первом фокусе камеры помещен источник акустического тарированного сигнала, во втором - приемник импульсного давления, на котором вдоль большой оси камеры закреплен вершиной полый круговой конус, открытый со стороны большого основания. Полость корпуса заполнена заглушающей акустические волны структурой. Благодаря этому прямая волна-предвестник не попадает в приемник давления, а увеличивается конусом и поглощается структурой, В результате время формирования фронта сферической волны импульса давления определяется только временем прихода волн, отраженных от стенки эллипсоидальной камеры. 2 ил,Устройство содержит кругового эллипса длиной рабочим телом 2, наприме полнения камеры 1 и осв рабочего тела она имеет ш фокусе камеры 1 размещен ровочного сигнала, вклю электроды 5, подключенны 6 Во втором фокусе камеры 1 расположен приемник 7 давления в виде сферы, полость которой соединена с выходной трубкой 8, проходящей через отверстие в стенке камеры 1 и соединенной с блоком датчиков 9, Трубка 8 смонтирована вдоль большой оси эллипсоидальной камеры 1, и к ней симметрично подключены эталонные 10 и тэрируемые 11 датчики давления, электрические выходы которых в свою очередь подключены к регистратору 12, Регистратор 12 представляет собой устройство записи сигналовдатчиков, например, многоканальный осциллограф с памятью.Устройство содержит также открь 1 тый со стороны основания полый круговой конус 1,3 с острым углом конусности, размещенный между источником 4 сигнала и приемником 7 давления и скрепленный с приемником 7 давления вершиной, Ось конуса 13 совмещена с большой осью камеры 1. Угол конусности конуса 13 (угол МОИ на фиг.2) равен углу воображаемого конуса, образованного прямыми, в частности прямыми ОА и ОВ, исходящими из второго Фокуса "0" эллипсоидальной камеры 1 и касательными к сферической области пространства (окружность с центром в точке "О" на Фиг,2); в которую вписывается источник 4 тэрировочного сигнала, Диаметр основания полого .конуса 13 равен диаметру Мй.окружности, образованной пересечением указанного вьше воображаемого конуса с другим воображаемым конусом, образованным прямыми, в частности, прямыми ОС и ОД, исходящими из первого фокуса О эллипсоидальной камеры, и касательными к сферическому корпусу приемника давления. Полость кругового конуса 13 акустически заглушена с помощью поглощающей акустические волны структуры 14.При указанном принципе выбора угла конусности полого конуса волна, отраженная от любого участка стенки эллипсоидальной камеры, никогда не пересечется с поверхностью конуса, а принцип выбора диаметра конической полости, во-первых, исключает попадание прямь 1 х волн на приемник 7 давления (при наблюдении из первого фокуса, точки О (Фиг,2), угловой размер апертуры конической полости равен угловому размеру приемника 7 давления), а во-вторых, не перекрывается путь и для волн, которые путем отражения от стенки зллипсоидальной камеры должны попасть к приемнику 7 давления. Кроме того, при указанных параметрах полого конуса этисвойства конуса обеспечиваются при максимальной его длине, а это значит, что его затухающие свойства при заполнении его затухающей структурой 14 также максимальны, Таким образом, указанные параметры конуса являются оптимальными, Заглушающая структура 14 выбирается в зависимости от используемого источника 4 тарированного сигнала, точнее, в зависимости от его энергетического спектра, В частности, если в качестве источника тарированного сигнала в воде применяется взрывной заряд в виде шарика из тринитротолуола (тротила), то его энергетический спектр сосредоточен, в основном, в полосе до 1000 Гц (см.например, график нарис.4.16, с,114 книги Роберта Дж. Урика"Основы гидроакустики" "Судостроение",Л,1978), В таком случае эффективной заглу 5 шающей структурой 14 является ряд параллельньх металлических сеток с мелкойячейкой, расположенных в полости конуса13 перпендикулярно его оси. В указанномдиапазоне частот только одна такая сетка,10 находящаяся в воде, снижает уровень коэффициента обнаружения (по сравнению состальной стенкой) на 20 дБ (см, А,Н,Бархатов. Моделирование распространения звукав океане, Гидрометеоиздат, 1982, с.21-22).15 Устройство для динамической тарировки датчиков импульсного давления работаетследующим образом,Перед, проведением тарировки черезштуцер 3 заправляют камеру 1 рабочим те 20 лом 2, в частности водой. Затем с помощьюцепи разряда 6 и электродов 5 в первомфокусе эллипсоидальной камеры 1 создаютмощный импульс электрического разряда,который вызь 1 вает подводный взрыв. Удар 25 ная волна со сферическим Фронтом, созданная источником 4, начнет распространятьсяво всех направлениях, в том числе и в направлении большой оси эллипсоидальнойкамеры 1. На этом пути прямая волна-пред 30 вестник будет перехвачена конической полостью конуса 13 и поглощеназаглушающей структурой 14, находящейся вэтой полости, Энергия прямой водны-предвестника в конечном итоге будет внутри ко 35 нической полости рассеяна и превращена втепло,В других направлениях, отличных отпрямого, совпадающего с большой осью камеры, сферическая волна будет распростра 40 няться беспрепятственно и, отразившись отразличных участков эллипсоидальной камеры, она, преобразившись в сходящуюсясферическую волну, устремится ко второмуфокусу, в которомрасположен приемник 745 давления, От приемника 7 давления импульс давления распространяется далее повходной трубке 8 в блок 9 датчиков, где онсимметрично распределяется на эталонные10 и тарировочные 11 датчики импульсного50 давления, сигналы с которых поступают нарегистратор 12, В силу свойств эллипсоидальной камеры (сумма расстояния от фокусов до любой точки эллипсоидальнойкамеры одинакова) и потому, что прямая55 волна, устремившаяся от источника 4 к приемнику 7 давления, устранена, фронт импульса давления у приемника 7 будетсформирован в чрезвычайно короткое время, Время формирования фронта импульсадавления в месте расположения приемника7 давления определяется только асимметрией источника 4 тарировочного сигнала, нестрогим расположением его центра в точке фокуса, а также технологической неточностью обеспечения эллипсоидальной геометрии камеры. Устранение влияния прямой волны- предвестника существенно сокращает время формирования переднего фронта импульса давления, Это время формирования переднего фронта импульса давления настолько меньше времени формирования переднего фронта импульса давления в прототипе, насколько межфокусное расстояние эллипсоидальной камеры меньше размера ее большой оси. Абсолютное время формирования переднего фронта импульса давления в предлагаемой эллипсоидальной камере с затухающим конусом приближается ко времени формирования фронта в сферической пьезо керамической камере с серебряным покрытием и исчисляется единицами микросекунд. Формула изобретения Устройство для динамической тарировки датчиков импульсного давления, содержащее камеру в виде кругового эллипса 5 длиной 1, заполненную рабочим телом, в которой размещен источник тарировочного сигнала, включающий в себя электроды, подключенные к цепи разряда, и приемник давления в виде сферы, полость которой 10 соединена с выходной трубкой, проходящейчерез отверстие в стенке камеры с возможностью подключения к выходной трубке эталонных и тарируемых датчиков импульсного давления, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности, в него введен открытый со стороны основания полый круговой конус с острым углом конусности, ось которого совмещена с большой осью каме ры, скрепленный вершиной с приемникомдавления и размещенный между источником сигнала и приемником давления, при этом продольная ось выходной трубки при. емника давления совмещена с большой 25. осью камеры, а полость конуса акустическизаглушена.1812467 орректор Н.Кещеля Редакто иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 15 ВНИИ ставитель К,П,Бой хред М.Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5