КОНСТРУКЦИЯ ДАТЧИКА АБСОЛЮТНОГО, ИЗБЫТОЧНОГО И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к классу измерительных приборов и может быть использована для измерения постоянного или квазистационарного абсолютного, избыточного и дифференциального давления жидких или газообразных сред.
Из предшествующего уровня техники известными аналогами являются «преобразователь давления измерительный СДВ» (http://теплоприбор.рф/catalog/sdv-exd-i-1-60-p-rs485-datchik-pompazha/), сигнализатор разности давлений СПТ Г ("Датчики теплофизических и механических параметров", 1998г., стр.496).
Наиболее близким из известных аналогов является сигнализатор помпажа СПТ-88 (http://www.eposignal.ru/products/catalog/60/364/).
Недостатками данного прибора являются высокая зависимость погрешности измерения давления рабочей среды от температуры и небольшой ресурс.
Технический результат - создание конструкции датчика давления, обладающей универсальностью в части возможности измерения давления разных видов с повышенной точностью.
Сущность технического решения состоит в применении в качестве узла, преобразующего давление измеряемой среды в выходной электрический сигнал, конструкции, показанной на фиг.1, где измеряемое давление подается к входным штуцерам P1 и P2, которые совместно с сильфонами S1 и S2 образуют герметичные объемы. Сильфоны S1 иS2 расположены соосно и симметрично относительно упругого элемента М навстречу друг другу, и, жестко соединены между собой и одним из концов упругого элемента М. Другой конец упругого элемента М закреплен в жестком корпусе B, в котором также закреплены и сильфоны. Внутренний объем корпуса B герметизирован. Все соединения элементов измерительной силовой схемы производятся методом сварки. Упругий элемент М выполнен в виде измерительной балки с классическим преобразованием перемещения в упругую деформацию зоны размещения тензочувствительных элементов.
Кроме того, тензочувствительные элементы выполнены из вещества, выбранного из группы: моносульфид самария, кремний, арсенид галлия, нитрид галлия; тензочувствительные элементы сформированы на измерительной балке методом термического напыления в вакууме; контакты тензочувствительного элемента соединены с электрическими выводами методом ультразвуковой сварки; электронное нормирующее устройство выполнено на печатных платах посредством электрического монтажа и подключено к диагонали моста чувствительного элемента; рабочий ход чувствительного элемента 10-50 мкм.
На фиг. 1 изображен общий вид полезной модели.
Повышенная точность измерений достигается применением упругого элемента в виде консольно закрепленной балки, имеющей упругую деформацию и с тензочувствительными элементами, выполненными из вещества, выбранного из группы: моносульфид самария, кремний, арсенид галлия, нитрид галлия расположенными в зонах деформации, соединенными в виде мостовой схемы. Также точность измерений достигается применением электронного нормирующего устройства, которое выполняет функцию термокомпенсации и нормализации выходного сигнала.
Пример. Был изготовлен датчик абсолютного, избыточного и дифференциального давления, состоящий из корпуса 1 с приваренными лазерной сваркой сильфонными блоками, состоящими из фланца 5, сильфона 6 и обечайки 7. Соединение деталей сильфонного блока герметичное. Обечайки 7 сильфонных блоков образуют неразъемное соединение с упругим элементом 9. Упругий элемент 9 выполнен в виде балки с возможностью упругой деформации и расположенными тензочувствительными элементами в зонах деформации. Упругий элемент 9 прикреплен к основанию 8, которое закреплено в корпусе 1. Крышки 2, 3 и 4 герметично приварены к корпусу 1. Электронное нормирующее устройство состоит из электрического соединителя 11, герметично приваренного к корпусу 1 через фланец 10, источника питания 12, модуля процессора 13 и терморезистора, установленного на упругом элементе 9.
Испытания датчика абсолютного, избыточного и дифференциального давления по полезной модели в диапазоне температур от минус 60°С до 150°С, а также при воздействии вибрационных нагрузок в диапазоне частот от 5 Гц (при амплитуде вибросмещения 2,5 мм) до 2000 Гц (при амплитуде виброускорения 30 g) показали стабильную работу датчика в течение 1000 ч и основной приведенной погрешностью, не превышающей ±0,5%.
На фиг. 2 изображен общий вид изготовленного датчика.