RU190699U1

RU190699U1 - HIGH TEMPERATURE PRESSURE SENSOR

Info

Publication number: RU190699U1
Application number: RU2018128126U
Authority: RU
Inventors: Андрей Валерьевич Боричев; Михаил Евгеньевич Гужва
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Наноантенные оптические технологии"
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2019-07-09

Abstract

Устройство относится к контрольно-измерительной технике, в частности к высокотемпературным датчикам давления.Задача предлагаемого решения - измерение давления при более высокой температуре рабочей среды.Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве, содержащем корпус 1, соединенный с мембраной 2, поверхность которого, соприкасающаяся с рабочим телом, покрыта термобарьерным слоем 3, мембрана 2 покрыта вторым термобарьерным слоем 5 в месте крепления чувствительного элемента 4, а к боковой поверхности мембраны 2 прикреплен боковой охладитель 6, соединенный с одним концом гибкого проводника 7, второй конец которого соединен с корпусом датчика, к верхней поверхности чувствительного элемента 4 крепится второй охладитель 8.Такое схемное решение прибора позволяет измерять давление при более высокой температуре рабочей среды. 3 з.п. ф-лы; 1 ил.The device relates to the instrumentation technology, in particular to high-temperature pressure sensors. The task of the proposed solution is to measure the pressure at a higher working environment temperature. The problem is solved as follows. In a device comprising a housing 1 connected to a membrane 2, the surface of which, in contact with the working fluid, is covered with a thermal barrier layer 3, the membrane 2 is covered with a second thermal barrier layer 5 at the attachment point of the sensing element 4, and a lateral cooler 6 is attached to the side surface of the membrane 2, connected to one end of the flexible conductor 7, the second end of which is connected to the sensor body, a second cooler 8 is attached to the upper surface of the sensing element 4. Such an instrument circuit allows measuring the pressure at higher temperature working medium. 3 hp f-ly; 1 il.

Description

Устройство относится к контрольно-измерительной технике, в частности к высокотемпературным датчикам давления.The device relates to a measuring and control technology, in particular to high-temperature pressure sensors.

Известен высокотемпературный датчик MTZ фирмы Trafag (1), для снятия индикаторной диаграммы дизелей, состоящий корпуса, припаянной к нему стальной мембраны и керамического (гибридного) чувствительного элемента, разделенный слоем диэлектрика. Такое решение позволяет достичь устойчивых результатов измерений при температуре на мембране до 200° С.Known high-temperature sensor MTZ company Trafag (1), for removal of the indicator diagram of diesel engines, consisting of a body, a steel membrane soldered to it and a ceramic (hybrid) sensitive element separated by a dielectric layer. This solution allows to achieve stable measurement results at a temperature on the membrane up to 200 ° C.

Известен высокотемпературный датчик НТТ - 04 фирмы IMES (2), входящий в состав измерительного комплекса ЕРМ-ХР Германия (3), для снятия индикаторной диаграммы дизелей, состоящий из штуцера, припаянной к нему мембраны, и напаянным чувствительного элемента. В нижней части к штуцеру прикрепляется цилиндрический радиатор.Known high-temperature sensor NTT - 04 of IMES (2), which is part of the EPM-XP Germany measuring complex (3), for removing the indicator diagram of diesel engines, consisting of a fitting, a soldered membrane to it, and a soldered sensing element. At the bottom of the fitting is attached a cylindrical radiator.

Недостатком аналогов является измерение давления при сравнительно невысокой температуре рабочей среды.The disadvantage of analogs is the measurement of pressure at a relatively low temperature of the working environment.

Наиболее близким по технической сущности является устройство по патенту США US 7808365. Датчик давления состоит из корпуса с резьбой, мембраны, чувствительного элемента и выходных электрических контактов.The closest in technical essence is the device according to US Patent US 7808365. The pressure sensor consists of a threaded body, a membrane, a sensing element and electrical output contacts.

Недостатками данного датчика так же является измерение, например, давления при сравнительно невысокой температуре рабочей среды.The disadvantages of this sensor is also the measurement, for example, of pressure at a relatively low temperature of the working environment.

Технический результат заявленной полезной модели - измерение давления при более высокой температуре рабочей среды.The technical result of the claimed utility model is the measurement of pressure at a higher working environment temperature.

Технический результат достигается следующим образом. Устройство, состоящее из корпуса, мембраны, термобарьерного слоя, чувствительного элемента (ЧЭ), второго термобарьерного слоя, бокового охладителя, гибкого теплопроводника, и второго охладителя. Корпус со стороны рабочей среды покрыт термобарьерным слоем (например, оксидом циркония стабилизированного оксидом иттрия (ZrO2-Y203). Мембрана покрывается вторым термобарьерным слоем (который может состоять нескольких материалов, например оксида циркония и термоизолятора -терморасширенного графита) в месте касания ЧЭ. К краю мембраны присоеднинен боковой охладитель, соединенный одним концом с гибким теплопроводником (например, гибкая медная оплетка), закрепленным вторым концом на корпусе датчика (не показан). На ЧЭ сверху монтируется второй радиатор (например, из теплорассеивающей пластмассы) и/или устанавливается термоэлектрический модуль (элемент Пельтье).The technical result is achieved as follows. A device consisting of a housing, a membrane, a thermal barrier layer, a sensing element (SE), a second thermal barrier layer, a side cooler, a flexible heat conductor, and a second cooler. The body on the side of the working environment is covered with a thermal barrier layer (for example, zirconium oxide stabilized with yttrium oxide (ZrO2-Y203). The membrane is covered with a second thermal barrier layer (which may consist of several materials, for example, zirconium oxide and thermal insulator — thermally expanded graphite) at the place of contact of SE). the membrane is connected by a side cooler connected at one end to a flexible heat conductor (for example, flexible copper braid) fixed by a second end to the sensor body (not shown). th radiator (e.g., heat-dissipating plastics material) and / or installed thermoelectric module (Peltier element).

Такое схемное решение устройства позволяет уменьшить теплопоток на элементы датчика, и измерение давление может быть измерено при более высокой температуре рабочей среды.Such a circuit device allows to reduce the heat flux to the sensor elements, and the pressure measurement can be measured at a higher temperature of the working environment.

На схеме полезной модели Фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, состоящая из корпуса 1, мембраны 2, термобарьерного слоя 3, чувствительного элемента (ЧЭ) 4, второго термобарьерного слоя 5, бокового охладителя 6, гибкого теплопроводника 7, второго охладителя 8. Рабочая среда показана стрелкой.In the utility model diagram of FIG. 1 is a schematic diagram of a device consisting of a housing 1, a membrane 2, a thermal barrier layer 3, a sensing element (SE) 4, a second thermal barrier layer 5, a side cooler 6, a flexible heat conductor 7, a second cooler 8. The working medium is shown by an arrow.

Устройство работает следующим образом. Давление внутри корпуса 1 преобразуется в перемещение мембраны 2, это перемещение передается ЧЭ 4 и преобразуется в сигнал давления. Мембрана 2 защищена от воздействия высокой температуры термобарьерным слоем 3, а ЧЭ 4 защищен вторым термобарьерным слоем 5. Охлаждение мембраны 2, происходит за счет соединенного с ней бокового охладителя 6, соединенным с одним концом гибкого теплопроводника 7, второй конец которого соединен с корпусом датчика (не показан). Охлаждение ЧЭ 4 происходит за счет прикрепленного сверху второго охладителя и/или термоэлектрического модуля 8 (питание не показано). Заявленная полезная модель апробирована в реальных производственных условиях и показала существенное (около 25%) снижение температуры на чувствительном элементе, которые позволяют повысить надежность работы датчика или использовать его при более высокой температуре рабочей среды.The device works as follows. The pressure inside the housing 1 is converted into a displacement of the membrane 2, this displacement is transmitted by SE 4 and converted into a pressure signal. The membrane 2 is protected from high temperature by the thermal barrier layer 3, and the SE 4 is protected by the second thermal barrier layer 5. The cooling of the membrane 2 occurs due to the side cooler 6 connected to it, connected to one end of the flexible heat conductor 7, the second end of which is connected to the sensor body ( not shown). The cooling of the ChE 4 occurs due to the second cooler and / or the thermoelectric module 8 attached on top (power supply not shown). The claimed utility model has been tested in actual production conditions and has shown a significant (about 25%) decrease in temperature on the sensing element, which can improve the reliability of the sensor or use it at a higher working environment temperature.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫLIST OF USED LITERATURE

1. Описание датчика датчик MTZ фирмы Trafag http://www.trafag.com/H706371. Description of the sensor MTZ sensor from Trafag http://www.trafag.com/H70637

2. Описание датчика НТТ - 04 фирмы IMES http://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/may_01/9c_4b-08.pdf2. Description of the sensor NTT - 04 IMES http://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/may_01/9c_4b-08.pdf

3. Описание датчика НТТ - 04 фирмы IMES http://imes.de/download/htt-04_en_11-2009.pdf3. Description of the sensor NTT - 04 IMES http://imes.de/download/htt-04_en_11-2009.pdf

4. Измерительный комплекс ЕРМ-ХР фирмы IMES http://imes.de/download/epm-xp_brochure_10_2011.pdf4. Measuring complex ЕРМ-ХР company IMES http://imes.de/download/epm-xp_brochure_10_2011.pdf

5. Патент США US 7808365 (прототип) http://www.freepatentsonline.com/ 7808365.pdf5. US patent US 7808365 (prototype) http://www.freepatentsonline.com/7808365.pdf

Claims

1. A high-temperature sensor consisting of a housing, a membrane, a sensing element, characterized in that the inner surface of the channel housing and the membrane in contact with the working fluid are covered with a thermal barrier layer.

2. High-temperature sensor according to claim. 1, characterized in that the surface between the membrane and the sensing element is covered with a thermal barrier layer.

3. High-temperature sensor according to claim 1, characterized in that a cooler and / or a thermoelectric module is attached to the upper part of the sensing element.

4. High-temperature sensor according to claim. 1, characterized in that the membrane is connected to a side cooler, to which one end is attached to a flexible heat conductor, the second end attached to the sensor housing.