УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области, предназначенной для измерения давления избыточного, абсолютного, разности давлений, гидростатического давления, также для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.
Известны измерительный преобразователь давления Метран-150 и измерительный преобразователь давления Rosemount 3051 компании Emerson. Измерительные преобразователи давления Метран-150 и Rosemount 3051 предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART входных измеряемых величин: избыточного давления, абсолютного давления, разности давлений, давления разрежения, гидростатического давления (уровня).
Наиболее близким по технической сути (прототип) является измерительный преобразователь давления Метран-150. Устройство состоит из двух основных частей: измерительный блок и электронный преобразователь. Измерительный блок для измерения дифференциального давления базируется на дифференциальной емкостной измерительной ячейке.
Основным недостатком рассмотренного решения являются весьма ограниченные функциональные возможности, так как при измерении разных видов давления (абсолютное, избыточное давление и т.д.), необходимо изменять аппаратное оформление электронного преобразователя.
Таким образом, задача настоящей полезной модели заключается в разработке измерительных преобразователей давления, которые расширяя арсенал технических средств в данной области, преодолевали бы недостатки аналогов.
Для решения поставленной задачи измерительный преобразователь дифференциального давления состоит из измерительного блока и электронного преобразователя, при этом измерительный блок содержит корпус, емкостную измерительную ячейку и блок обработки сигнала. Емкостная измерительная ячейка, заполненная разделительной жидкостью, изолированная механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред имеет две разделительные мембраны и измерительную мембрану. Электронный преобразователь содержит генератор с прецизионным операционным усилителем, частотомер и жидкокристаллический индикатор. Базируется электронный преобразователь на микросхеме с перепрограммируемой структурой.
Измерительный преобразователь дифференциального давления (фиг. 1) состоит из измерительного блока 1 и электронного преобразователя 2. Измерительный блок 1 содержит корпус с емкостной измерительной ячейкой 3 выходом подключенной к блоку обработки сигнала 6. Емкостная измерительная ячейка 3 имеет две разделительные мембраны 4 и измерительную мембрану 5 и заполнена разделительной жидкостью. Емкостная измерительная ячейка 3 изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Электронный преобразователь 2 содержит генератор с прецизионным операционным усилителем 7 выходом подключенный к частотомеру 8, выход которого подключен к жидкокристаллическому индикатору 9. Блок обработки сигнала 6 измерительного блока 1 соединен с генератором с прецизионным операционным усилителем 7 электронного преобразователя 2. Электронный преобразователь 2 базируется на микросхеме с перепрограммируемой структурой, что позволяет не изменять аппаратное оформление преобразователя дифференциального давления.
Измерительный преобразователь дифференциального давления работает следующим образом.
1
2
1
2
1
2
1
2
На разделительные мембраны 4 подается давление P и P и через разделительную жидкость передается на измерительную мембрану 5. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны 5, что приводит к появлению разности емкостей и как следствие к изменению резонансных частот ƒ и ƒ формируемых блоком обработки сигнала 6. Измерение резонансных частот ƒ и ƒ происходит с помощью генератора с прецизионным операционным усилителем 7 и частотомера 8 электронного преобразователя 2. Результат измерения резонансных частот ƒ и ƒ, преобразованный в информацию об измеряемой величине, выводится на жидкокристаллический индикатор 9.
Таким образом, полезная модель расширяет арсенал технических средств, обеспечивая более широкую и практическую реализацию.