Многоточечный манометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. С 01 Ь 7/06 3 Ьеудлрствелнмй кфмлтвт СССР де делам изобретений и етврытийОпубликовано 25,12,79. Бюллетень Рй 47 Дата опубликования описания 26,12.79(54) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ МАНОМЕТР Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при аэродинамических испытаниях лопаточных машин, а также в системах автоматизации процесса измерений давлений с применением ЭВМ. Известны наборы манометров дпя многоточечных измерений давления в газовых потоках 11. В такой набор обычно входят несколько деформационных манометров соответствующих диапазонов, установленных на приборном щите. Размеры щитов определялись количеством и размером манометров и достигали иногда несколько квадратных метров.;Недостатками указанных наборов манометров являются громоздкость и неудобство в обслуживании. 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоточечный электромеханический манометр, содержащий корпус, соединенные каналами с приемниками полного давлениясильфоны и устройство дпя регистрацииперемещений сильфонов 121,Недостатком указанного манометраявляется необходимость вычисления средних значений давлений скоростного напора, для чего в заданном сечении неравномерного потока производят измерение полных давлений в отдельных точках, расположенных как по окружности,так и по радиусу сечения с помощьюприемников полного давления и манометров, а затем производят вычисление среднего значения, Например, дпя получениясреднего давления скоростного напорав одном сечении компрессора лопаточноймашины необходимо устанавливать до10 приемников полного давления и соответственно использовать столько жеманометров. Для получения 10 осредненных параметров по сечениям всей лопаточной машины необходимо иметь 100манометров для визуального контроляи такое же количество специальных дат70528 30 3чиков, если инфорМацию необходимовнести автоматически в ЭВМ, Однако, вэтом случае погрешность определениясреднего значения макет достичь величины, равной сумме погрешностей. каждого измерительного канала.Иелью изобретения является повыше.ние точности измерений среднего давления и обеспечейие возможности ав-томатического определения среднего дав 1 Оления скоростного напора в потоке газас переменным градиентом давлений посечению,Это достигается тем, что в предла 15гаемый многоточечный манометр, содержащий корпус, сильфоны, соединенныеканалами с приемниками полного дамения, и устройство для регистрации перемещений сильфонов, введены связан 20ные с устройством для регистрации перемещений и соединенные последовательно цилиндрические винтовые пружияй сфланцами, на которых установлены объединенные в группы и размещенные поокружности сильфоны, причем внутренние полости диаметрально расположенных. сильфонов соединены между собой и содним из приемников полного давления.На фиг. 1 изображена схема многоточечного манометра; на фиг, 2 - развертка пружинного узда манометра.Прибор содержит чувствительные элементы групп сильфонов 1 и 2, размещен ных соответственно по окружности в четном количестве на двух последомтельнои жестко связанных пружйнах 3. Группысильфонов закреплены на фланцах 4,выполненных эа одноцелое с пружинами 3,Пружины содержат ряд параллельных, 40упругих витков, образованных путем на резания многозаходных винтовых пазов" на двух цилиндрических поверхностях, .расположенных между тремя фланцами,Штуцер 5, расположенный на неподвижном фланце 4 верхней пружины 3, слу-.жит для соединения сильфона йервой груп-.йй с йриемником полного напора, установленного в проточном тракте турбомашины, Диаметрально противоположныйсильфон по отношению к сильфону, связанному с штуцером 5, соединен с нимканалом 6.Аналогично, штуцер 7 и эластичнаятрубка 8 служат для соединения сильфо-.на второй группы и диаметрально проти-,воположного ему сильфона через канал9 с другим приемником полного давления 7 4турбомашины, Количество парных сильфонов в первой группе с штуцерами 5и количество парных сильфонов во второй группе с штуцерами 7 равны междусобой, а сумма их равна количествуприемников полного давления, установленных,в измеряемом сечении трактатурбомашины. На нижнем подвижном фланце 4 установлен дифференциально-трансформаторный датчик положения 10 с сердечником11 с возвратной пружиной 12, котораяобеспечивает контакт сердечника 1 1 смикрометрическим. винтом - подвижнымупором 13 сердечника 11,Микрометрический винт 13 соединенскользящей муфтой 14 с сельсином 15,соединенным синхронной передачей ссельсином 16, указательной стрелкой17 и через передачу 18 - с потенциометром дистанционной передачи 1 9 .Датчик положения 10 связан с электронййм усилителем 20 и исполнительным"двигателем 21 который соединен с сельсином 15,Работа прибора осуществляется следующим образом. При подключении прибора через штуцера 5 и 7 к приемни 1 ам полного давления, установленнымв сечении тракта турбомашины, в сильфонах первой и второй группы создают,ся давлейия,В полость сильфонов первой группыподаются полные давления Р 1, РР ц,а в полость сильфонов второй группыполные давления Р 1, РРпВ этом случае пружины 3 деформируктся пропорционально суммарной силе,Которую создает каждая группа сильфонов под действием давления, При этомсила, создаваемая первой группой сильфонов, восйринимается верхней пружиной,и она равна:1 1+ Р 21 +РЬ) 2 Р 11где 7 - эффективная площадь одногосильфона;11 - число замеряемых давленийсильфонами первой группы.Аналогично, сила, создаваемая второйгруппой сильфонов, воспринимается нижней пружиной, которая равна;5 я= (Р 1+Р 1 Р,:Р2 РиПод действием силы Ь 1 верхняя пружина переместится на величину А 4, Вэтом случае средний фланец пружинысовместно с сильфонами второй группыПЕРеМЕСтнтСЯ таКжЕ На ВЕЛИЧИНУ Л 1 .705287 Под действием давления в сильфонахвторой группы нижний фланец пружиныпереместится относительно среднегофланца на величину Ь в сторону от точки опоры, т,е. от верхнего неподвижногоФланца. Тогда свободный конеп пружин,связанный с датчиком положения 10, будет иметь перемещение, равное суммечастных перемещений, т.е,С 1 2.Это перемещение передается дифференциально-трансформаторному датчикуположения 10, который смещается относительно сердечника 11. В этом случае в обмотках датчика возникает сигнал рассогласования, который поступает.на вход электронного усилителя 20 идалее на исполнительный мотор 21,который приводит в движение сельсии 16,указательную стрелку 17, потенциометрдистанционной передачи 19, синхроннуюпередачу сельсина 1 5, микрометрический винт 13, сердечник 11 до установления равновесия на входе усилителя 20.Таким образом, угол поворота микрометрического винта 13, стрелки 17 и цотенциометра 19 пропорционален суммарному перемещению упругого узла манометра,Поскольку градуировка манометра долж. на производиться при подаче одинакового контрольного давления во все измерительные точки манометра, то может быть установлена однозначная зависимость между средним давлением и суммарным перемещением измерительной системы,Применение одного многоточечного манометра для измерения средйего йавдения по одному сечению тракта турбомашины непосредственно в десяти точках позволяет исключить использование де 6сяти обычных манометров для визуального контроля и десяти специальныхдатчиков для автоматического ввода данных в ЭВМ, так как данный манометр 5 обеспечивает непосредственный отсчетпоказаний и выдачу необходимого сигнала для ЭВМ, Учитывая, что турбомашины имеют порядка десяти ступеней иоколо ста приемников полного давления,то для измерения средних значений полных давлений по сечениям этих ступеней потребует десять таких прибороввместо 100 обычных манометров и 100специальных датчиков давления.15 формула изобретения Многоточечный манометр, содержащийкорпус, сильфоны, соединенные каналамис приемниками полного давления, и устройство для регистрации перемещенийсильфонов, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения точности25измерения среднего давления, в неговведены связанные с устройством длярегистрации перемещений и соединенныепоследовательно цилиндрические винтовые30пружины с фланцами, на которых установлены объединенные в группы и размещенные по окружности сильфоны, причемвнутренние полости диаметрально расположенных сильфонов соединены междусобой и с одним из приемников полного35давления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Горлиц С, М, и др. Аэромехани 4, ческие измерения. МНаука, 1964,с. 371,ф2. Петунин А, Н. Измерение параметров газового потока, М фМашиностроениеф, 1974, с, 97-100 (прототип).