Датчик для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКю)5 6 011 ИСА ИЯ ЬСТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1448227, кл, 6 013 7/00, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 11715, кл. О 01 1 7/08, 1928,(54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕ-НИЯВЯЗКОЙ СРЕДЫ(57) Использование. для исследования воз-:действйя ударной волны, например, снежной лавины или селевой массы наразлйчные виды сооружения, Сущность изобретения: датчик состоит из неподвижнойплиты 1 с коническими отверстиями и отдельных призматических элементов 3, размещенных в направляющем коробе 4.Между призматическими элементами 3 и не 4 4 4 5 Ц 1781571 А 1 подвижной плитой 1 установлены пружины 5 с толкателями-штоками 6, Один конец штока 6 шарнирно соединен с призматическими элементами 3, второй - при пропускании штока 6 через коническое отверстие неподвижной плиты 1 состыкован с желобами 8, заполненнымй пластилином. Для исключения проникновения примесей селевой массы в щели между призматическими элементами 3, они обтянуты свободно лежащей пленкой 10, закрепленной к бортам селеносного экспериментального лотка, а в вертикальной плоскости пленка скреплена шурупом к середине призматического элемента 3. Короб 4 состоит из четырех угол- ков - направляющих14, жестко соединенных с неподвижной плитой 1 и между собой планками по периметру приз матических элементов 3. Перемещение штока 6 может быть зарегистрировано электроиндикатором, гибким тросом с из. мерительной шкалой, 1 з,п. ф-лы, 11 ил,Изобретение относится к исследованиям вязкой среды, например. снежной лавины и селевой массы.Цель изобретения - повышение надежности. 5Поставленная цель достигается тем, чтодатчик для измерения давления вязкой среды состоит из неподвижной плиты с отверстиями, о каждом из которых размещенподпружиненный шток, связанный с преобразбвателеРйеремещения, при этом напервом . конце"каждого Ьтока закрепленвоспринимаюЩйй элемент. выполненный ввиде прямоугольной призмы, а призмы обращены боковыми поверхностями друг к 15другу с образованием воспринимающейплощадки, по периметру которой размещеннаправляющий короб, жестко соединенныйс неподвикной плитой, Кроме того, датчикснабжен защлтной пленкой, размещенной 20с напуском на воспринимающей площадкеи по периметру соединенной с неподвижной плитой, причем пленка дополнительнозакреплена по центру поверхности каждойпризмы. высота которой больше максимального линейного размера ее основания,На фиг. 1 изображен датчик, общий вид;на фиг, 2 - то же, в плане; на фиг, 3 - то же,вид сбоку; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг, 2;на фиг. 5 - фрагмент соединения прямоугольной призмыс подпружиненным штоком; на фиг. 6,7 - возможные вариантыпреобразователя перемещения; на фиг.8 -расположение датчика внутри сооружения;на фиг. 9,10 - возмокные очертания поверхности датчика в завислмости от формы сооружения (треугольное, зигзагообразное) вплане; на фиг: 11- то же (ступенчатое), видсбоку,Устройство состоит из неподвижной 40плиты 1 с коническими отверстиями 2 и отдельных призматических элементов,З, уложенных друг на друга пакетом внутринаправляющего короба 4. Между призматическими элементами 3 и неподвижной плитой 1 установлены пружины 5 столкателями-штоками 6, Один конец штокаб шарнирно 7 соединен с призматическимиэлементами 3, а второй - при пропусканииштока 6 через коническое отверстие 2 неподвижной плиты 1; состыкован с желобом8, заполненным пластилином 9 преобразователем перемещения, Для исключенияпроникновения примесей селевой массымежду призматическими элементами 3, они 55обтянуты свободно лежащей прозрачнойполиэтиленовой пленкой 10(пленка показана только на фиг, 3), закрепленной к бортам11 селеносного экспеоиментального лотка12, в вертикальной плоскости скреплена шурупом 13 к середине призматического элемента.Короб 4 состоит из четырех уголков-направляющих 14, жестко соединенных с неподвижной плитой 1 и мекду собой планками 15 по периметру призматических элементов. Для измерения давления селевь 1 х масс в глубине (в зоне) сооружения, перед призматическими элементами устанавливается сквозной пространственный фрагмент 16 исследуемого сооружения,Для уменьшения трения сдвига боковые стороны элементов по периметру предварительно смазываются вазелином, Фиксация перемещений штока 6 может быть зарегистрирована электроиндикаторами 17, гибким тросом 18 с измерительной шкалой 19 и другими приспособлениями,При взаимодействии грязевой массы. имитирующей селевой поток, с датчиком каждый призматический элемент совершает независимое линейно-поступательное движение, приводя в действие пружины и штоки, Штоки, проникая в пластилин 9 вдоль желобов, оставляют следы в пластилине, сравнивая перемещение штоков с тарировочным графикдм (таблицей), устанавливаются усредненные величины давления потока на грузойуоповерхность. Жесткость пружины мокно менять в зависимое 1 и от места расположения призматических элементов в плоскости неподвижной плиты 1, Например, в средней части плиты 1 ставятся более жесткие пружины, чем по краям плиты. Изменение жесткости пружины приведет к равномерному йеремещению призматических элементов, что благоприятно сказывается на точность измерения давления, так как исключается ступенчатость на поверхности призматических элементов, в результате чего ликвидлруатся возможностьперекоса и заклинивания элементов,Кроме того, при отсутствии ступенчатости полиэтиленОвый материал 10 меньше подвергается разрывным действиям селевой массы,В другом возможном варианте фиксации перемещения штока 6 в месте желоба с пластилином 9 можно установить электро- индикаторы часового типа (см. фиг, 6), который передает сигнал через усилитель к осциллографу, Или свободные концы штока б соединяются гибким тросом 18, для того, чтобы вынести показания перемещения штока 6 за пределы устройства (см. фиг, 7).Точность эксперимента зависит от размеров поперечного сечения призматических элементов 3, чем меньше размеры, тем точнее результаты измерения давления.1781511Призматические элементы могут быть исследуемого селезащитного сооружения,изготовлены; из пропитанной смолой дре- селевая масса, проходя установленные навесины, сплавов металла, резины и других пути барьеры и теряя скорость. обьем иматериалов. плотность, ударяется об призматические, Поперечные сечения могут быть тоже . 5 элементы, Таким образом, увеличивая илиразными: квадратными, прямоугольными, уменьшая количество фрагментов осущесттрапецеидальными и т,д. Лицевая поверх- вляетсяопределениедавленияселевогопоность(фасад) стенки из призматическихэле- . тока на каждые несущие элементыментов может быть плоской (см, фиг. 2,3), сооружения,треугольной (см.:фиг, 9), зигзагообразной 10. Данноетехническое решение примени(см,фиг. 10), ступенчатой (смфиг.11) в за-мо и для измерения давления селевого повисимости от очертания фасада исследуе- "тока в реальных условиях.мого селезащитного сооружения," . - Применение предложенного техничеДатчик:предварительно тарируетсяна .ское решения позволяетповысить эксплуадинамические нагрузки и составляется гра тационную надежность и точность за счетФик "нагрузка-перемещения". Тарировка " простоты конструкции и:надежности работыпроводится в собранном виде датчика из(перемещения) призматических элементов:призматических элементов 3 с пружинами.5 охвата всей поверхности исследуемого соои неподвижной плитой 1, а затем датчик ружения и моделирование произвольногоустанавливается и неподвижно закрепляет. - 20 очертания и сквозности сооружения,ся на пути движения селевой.массы"и ихподвижные при.зматические элементы на- . Ф о р мул а изоб ре те ни якрываются пленкой, образуя оболочки.: 1. Датчик для измерения давления вязДля образования оболочек свободноле- кой среды. содержащий неподвижную плижащая пленка прикрепляется к середине 25 ту с отверстиями, в каждом из которыхповерхности каждой призмы, таким.обра- . размещенподпружиненный шток, Связанзом, чтобы создавались мягкие дугообраз-ный с преобразователем перемещения, приные формы. Над точкой "пересеченияэтом на первом конце каждого штока за. четьгрех призм обязательно должна распо-: креплен воспринимающий элемент, вьполлагаться одна оболочка.. 30 нейныйв вйде прямоугольной призмы, аСоздание множества оболочкообраз- призмы обращены боковыми поверхностяных поверхностей связано; в.основном, с ми одна к другой с образованием восприниповышением точности измерейия и эксплу-мающей площадки, по периметру которойатационной надежности, т,е, исключения " размещен направляющийкороб,жесткосовлияния деформации пленки наконечнь 1 й 35 единеннь 1 й,с неподвижной плитой, отл ичарезультат измеренияю щ и й с я тем, что, с целью повышенияКоническая форма отверстия обеспечи- . надежности, он снабжен защитной пленкой,вает свобадный проход штока 6 черезот-: разме:ценной с напуском на воспринммаю: . верстия, исключая всевозможные перекосы . щей площадке и по периметру соединеннойштока об стенки отверстий, Для фиксации,40 с неподвижно плитой, йричем пленкадополперемещения прйзматических элементов: нительно закреплена по центру поверхноможно применить вместо штока и пружины сти каждой призмы, вйсота которой большединамометры или другие отторйровэнные, максимального линейного размера ее оснодетали с наклеенными тензорезисторами., вания.Для установления характера раслре . 2. Датчик по и, 1, отл и ча ющи й с яделения давления в глубине сооружениятем, что преобразователь перемещения выперед неподвижной плитой с призматиче-. полнен в виде измерителя давления, в втоскимй элементами 3 устанавливаются про- рой конец штока соединен с егостранственные решетчатые фрагментычувствительным элементом..Трубченк ак едак Составитель Л,КревскаяТехред М,Моргентал Корректораказ 4269 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, МоПодписноеяитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРсква, Ж,:Раушская наб., 4/5