RU1811596C - Дифференциальный датчик давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  разности давлений жидких и газообразных сред в услови х воздействи  вибраций. Цель изобретени -уменьшение габаритов датчика и улучшение его динамических характеристик. Сущность изобретени : нар ду с мембраной 1, установленной в корпусе 2 и соединенной жестким центром с подвижным плунжером 7 дифференциально-трансформаторного преобразовател  с разделительной трубкой 4, внутри которой размещен плунжер 7, дифференциальный датчик давлени  содержит два сердечника из магнитом гкого материала - первый 5 и второй 9, установленные внутри разделительной трубки 4 по обе стороны плунжера 7 с зазорами относительно него. Зазор дл  первого сердечника 5, размещенного со стороны мембраны 1, равен 0,5-1,0, а дл  второго сердечника 9 1,5-2,0 величины перемещени  центра мембраны 1 при номинальном перепаде давлени . Дл  регулировки величины начального выходного сигнала при неподвижных сердечниках на наружной цилиндрической поверхности первого сердечника 5 выполнены две канавки пр моугольного сечени . Уменьшение перемещени  центра мембраны позволило повысить собственную частоту подвижной системы датчика и тем самым улучшить динамические характеристики датчика. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к авиационному приборостроению, а именно к приборам дл  измерени  разности давлений жидких или газообразных сред в системах летательных аппаратов.

Это перемещение может быть обеспечено и обеспечиваетс  на практике применением мембранных коробок и м гких (неметаллических) мембран с достаточно большими диаметрами и низкими собственными частотами. Сущность изобретени  состоит в том, что в предлагаемой конструкции дифференциального датчика с мембранным чувствительным элементом и дифференциально-трансформаторным преобразователем в разделительной трубке из немагнитного материала, закрепленной одним концом на корпусе, последовательно установлены с определенными зазорами верхний сердечник, плунжер и нижний сердечник .

Плунжер св зан с центром мембраны штоком, проход щим через нижний сердечник .

Снаружи трубки установлен кольцевой магнитопровод, представл ющий в разрезе обойму Ш-образной формы, средний полюс которого обращен к плунжеру, а крайние - к верхнему и нижнему сердечникам соответственно . При этом в нижнем сердечнике против полюса магнитопровода (нижн   стенка) выполнены две канавки глубиной, равной 0,5-0,8 толщины нижнего полюса и шириной нижней и верхней канавки в 1,5 и 2 раза соответственно превышающей толщину нижнего полюса сердечника. Между канавками расположена перегородка, толщина которой равна толщине нижнего полюса сердечника. Соотношение этих размеров подобраны экспериментально.

В такой конструкции выходной сигнал датчика будет зависеть не от перераспределени  площадей, а от перераспределени  зазоров между торцевыми плоскост ми плунжера и сердечников. Это позволило обеспечить мощный выходной сигнал при малом (0,02-1 мм) перемещении плунжера, т.е. применить мембрану с гораздо меньшим диаметром, повысить динамические характеристики подвижной системы и датчики в целом.

На чертеже приведена конструктивна  схема предлагаемого дифференциального датчика.

Упругий чувствительный элемент 1 - металлическа  мембрана с номинальной величиной перемещени  центра 0,2 мм герметично закреплена в корпусе 2. Корпус имеет внутреннюю перегородку 3, в центре которой выполнено отверстие. В это отвер0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

стие вставлена разделительна  трубка 4 из немагнитного материала - нержавеющей стали - и герметично приварена к перегородке 3. В трубке 4 установлен и приварен к ней сердечник 5, выполненный в виде втулки , на цилиндрической поверхности которой имеютс  две канавки пр моугольного сечени . В отверстии сердечника 5 установлен шток 6, жестко соединенный одним концом с мембраной 1. Шток выполнен из немагнитного материала. На втором конце штока б установлен плунжер 7,  вл ющийс  подвижным  корем электромагнитной системы , Плунжер 7 прикреплен к штоку 6 винтом 8 и saKOHtpen лазерной сваркой. В верхней части разделительной трубки 4 вставлен и герметично приварен верхний сердечник 9. Между верхним сердечником и плунжером установлен зазор (5i 1,5-2, а между нижним сердечником и плунжером зазор дг 0,5-1 величины перемещени  центра мембраны при заданном номинальном перепаде давлений.

Величины зазоров 5i и fa получены экспериментально, исход  из обеспечени  наилучшей линейности характеристики датчика . Нижний сердечник 5, плунжер 7 и верхний сердечник 9 выполнены из магнитсм гкого материала и  вл ютс  элементами магнитной цепи дифференциально-трансформаторного преобразовател .

На разделительную трубку 4 идет магнитопровод 10, выполненный из магнито- м гкого материала, внутри которого установлены обмотки 11 и 12 дифференциально-трансформаторного преобразовател . Магнитопровод лапками, выполненными по середине образующей цилиндрической поверхности установлен на приливах корпуса и закреплен винтами 13. Его положение по вертикальной оси регулируетс  мерными прокладками 14. После регулировки винты 13 и прокладки 14 контр т лазерной сваркой .

Корпус сверху закрываетс  крышкой 15 котора  герметично свариваетс  с корпусом 2.

Работа датчика заключаетс  в следующем . Давление PI и 2, разность которых необходимо измерить подаютс  в герметичные полости датчика и воздействуют на мембрану с разных ее сторон. Под действием разности давлений () центр мембраны перемещаетс  и перемещаетс  плунжер, измен   первоначально установленные верхний и нижний зазоры между сердечниками и плунжером.

Это приводит к перераспределению магнитных сопроти.влений в дифференциально-трансформаторном преобразователе и изменению выходного сигнала пропорционально перепаду давлений.

В предлагаемой конструкции введена наружна  регулировка величины начального выходного сигнала (при перепаде давле- ний равном нулю) путем перемещени  вдоль разделительной трубки всего цилиндрического магнитопровода с катушками относительно двух канавок пр моугольной формы на цилиндрической поверхности нижнего сердечника, разделенных перегородкой , толщина которой равна толщине нижнего полюса (стенки) магнитопровода, а ширина нижней и верхней проточки превы- шаеттолщину в 1,5 и 2 раза соответственно.

Нижний сердечник приварен к трубке и при сборке и регулировке датчика перемещатьс  не может. Регулировка максимальной величины выходного сигнала осуществл етс  традиционно вертикальным перемещением верхнего сердечника в разделительной трубке с последующей его герметичной сваркой с верхним .концом трубки в отрегулированном положении.

Таким образом новыми существенными отличительными признаками предлагаемой конструкции датчика разности давлений  вл ютс : установка в разделительной немаг- нитной трубке двух сердечников из магнитом гкого материала с зазором между верхней плоскостью нижнего сердечника и нижней плоскостью плунжера равным 0,5- 1, а между нижней плоскостью верхнего сердечника и верхней плоскостью плунжера равным 1,5-2 от величины перемещени  центра мембраны при заданном номинальном перепаде давлений; применение нижнего сердечника специальной формы с двум  канавками пр моугольного сечени  и перегородкой, выполненными на цилиндрической поверхности сердечника, при этом толщина перегородки равна толщине нижнего полюса (стенки) магнитопровода, а ширина нижней и верхней канавок в 1,5 и 2 раза превышает эту толщину соответственно .

Эти признаки позволили обеспечить р - боту преобразовател  по измен ющимс  зазорам (а не по измен ющимс  площад м как в прототипе), применить в нем малогабаритную мембрану с перемещением центра 0,2 мм и этим самым уменьшить габариты и массу датчика разности давлений.

При уменьшении перемещени  центра мембраны датчика повысилась собственна  частота его подвижной системы и соответственно повысились динамические характеристики .

Claims (2)

1. Дифференциальный датчик давлени , содержащий мембрану, установленную в корпусе и соединенную жестким центром с подвижным плунжером дифференциально- трансформаторного преобразовател  с разделительной трубкой, внутри которой размещен плунжер, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов датчика и улучшени  его динамических характеристик , в него введены два сердечника из магнитом гкого материала, установленных внутри разделительной трубки по обе стороны плунжера с зазорами относительно него, при этом зазор дл  первого сердечника , размещенного со стороны мембраны, равен 0,5-1,0, а дл  второго- 1,5-2,0 величины перемещени  центра мембраны при номинальном перепаде давлени ,

2. Датчик давлени  по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью обеспечени  регулировки величины его начального выходного сигнала при неподвижных сердечниках , на наружной цилиндрической поверхности первого сердечника выполнены две канавки пр моугольного сечени , при этом рассто ние между канавками выбрано равным толщине соответствующего полюса магнитопровода дифференциально- трансформаторного преобразовател , причем ширина первой канавки, расположенной в зоне преобразовател  составл ет 1,5, а второй, расположенной вне зоны преобразовател , - 2,0 рассто ни  между канавками.