П’єзоелектричний датчик тиску

П'єзоелектричний датчик тиску, що складається з випромінювального та приймального п'єзоелектричних резонаторів, генератора електричних коливань та вимірювального приладу, який відрізняється тим, що випромінювальний та приймальний резонатори виконані у вигляді полих циліндрів з електродами на циліндричних поверхнях, причому випромінювальний резонатор встановлений всередині приймального резонатора. (19) (21) 98052282 (22) 05.05.1998 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Шарапов Валерій Михайлович, Мусієнко Максим Павлович, Чудаєва Ія Борисівна, Сарвар Іван, BD, Бикова Олена Валентинівна, Лега Юрій Григорович (73) Черкаський інженерно-технологічний інститут 35763 ймального 2. Випромінювальний резонатор підключається до генератора електричних коливань 3, а приймальний - до вимірювального приладу 4. Резонатори (п'єзоелементи) знаходяться в корпусі 5, який через штуцер 6 приєднується до об'єму, де вимірюється тиск. Датчик працює у такий спосіб. Генератор електричних коливань 3 настроюють на резонансну частоту випромінювального резонатора 1. Приймальний резонатор 2 підключають до вимірювального приладу 4. Електрична напруга генератора 3 збуджує радіальні коливання випромінювального резонатора 1, які через газ передаються до приймального резонатора, збуджуючи в ньому електричну напругу. Коефіцієнт передачі системи випромінювальний - приймальний резонатор, який дорівнює відношенню вихідної напруги Квих до напруги генератора Uген (Кпер=Uвих/Uген), залежить від тиску газу. Можливість реалізації винаходу підтверджується наведеним нижче прикладом. В приготовленому для випробувань датчику був використаний випромінювальний резонатор з п'єзокераміки ЦТС-23 у вигляді полого циліндра з зовнішнім діаметром 25, внутрішнім 22 і висотою 30 мм. Приймальний резонатор із п'єзокераміки ЦТС-23, також у вигляді циліндра, мав відповідно розміри: Æ30хÆ27х30 мм. На випромінюючий резонатор подавалася напруга 1 В з частотою 92 кГц. Напруга на приймальному резонаторі вимірювалась мілівольтметром В3-38. Визначався Кпер=Uвих/Uген . Датчик приєднувався до вакуумної установки і знімалася залежність Кпер від тиску (вакууму). Аналогічно знімалася залежність Кпер від тиску при збудженні зовнішнього резонатора, а внутрішній підключався до мілівольтметра. Аналогічні вимірювання здійснені також для датчика, виконаного з двох дискових резонаторів діаметром 30 мм, розміщених на відстані 1 мм один від одного (при напрузі генератора 1 В, резонансна частота 68 кГц). Результати вимірювань наведені на фіг. 2 (крива 1 - для прототипу, крива 2 - для запропонованого датчика, крива 3 - для датчика, у якому випромінюючим резонатором є зовнішній п'єзоелемент, а приймальним – внутрішній). Як видно з фіг. 2, запропонований датчик має найбільшу чутливість. При цьому, на відміну від датчиків за а. с. № 1339422 та № 1384977 в цьому використовується тільки два резонатори. Були проведені також експерименти для резонаторів у вигляді циліндрів, в яких електроди були розташовані на торцях. Для цього випадку коефіцієнт передачі (а відповідно і чутливість) зменшився в 11 разів порівняно з випадком, коли електроди були розташовані на циліндричних поверхнях. Фіг. 1 2 35763 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3