Пристрій для вимірювання тиску

Пристрій для вимірювання тиску, що містить перший та другий сильфони, які з'єднані електроізоляційною трубкою, заповненою рідиною, рухому електроізоляційну перегородку, розміщену посередині трубки, ЛОГІЧНІ елементи І-АБО, інвертори, акселерометр та обмотку електромагніта, яка розміщена коаксіально зовні другого сильфона з зазором відносно його стінок і підключена до виходу акселерометра, який відрізняється тим, що він додатково містить волоконно-оптичний кабель, ВХІДНІ торці світоносних жил якого розташовані перед стінкою трубки рівномірно по її довжині, а їх ВИХІДНІ торці з'єднані з фотоприймачами, при цьому виходи фотоприймачів, що з'єднані зі світоносними жилами, розташованими між першим сильфоном та перегородкою, підключені до логічних елементів І-АБО через інвертори, а виходи фотоприймачів, що зв'язані зі світоносними жилами, розташованими між другим сильфоном та перегородкою, - безпосередньо, причому з протилежної стінки трубки розміщено джерело світла, а рідина, що знаходиться в об'ємі першого сильфона та частини трубки, обмеженій перегородкою, прозора, при цьому феромагнітна рідина, яка знаходиться в об'ємі другого сильфона та другої частини трубки, має темний колір Винахід належить до галузі приладобудування, може застосовуватися в датчиках тиску з цифровим виходом, що встановлюються на рухомих об'єктах Відомий пристрій для вимірювання тиску, що складається з двох сильфонів, які з'єднані капілярною трубкою із електроізоляційного матеріалу В стінку трубки вмонтовані електроди, а в трубці розміщена рухома електроізоляційна перегородка Сильфони та капілярна трубка заповнені електропровідною рідиною До частини рідини, що знаходиться в першому сильфоні, прикладена електрична напруга Виводи частини електродів підключені безпосередньо до входів схем І - АБО, а другої частини - через інвертори (А с №1560995, G01L7/06.1990, бюл №16) Недоліками пристрою є наявність похибки від дії прискорення при його установці на рухомих об'єктах, низька роздільна здатність, необхідність підключення напруги до електропровідної рідини, що знаходиться в одному із сильфонів Найбільш близьким до запропонованого є пристрій для вимірювання тиску, в якому на відміну від пристрою по авт св №1560995 додатково введені акселерометр та обмотка електромагніта, яка розміщена коаксіальне зовні першого сильфону з зазором відносно його стінок та підключена до виходу акселерометра (Ас №1654696, G01L7/06, 7/18, 1991, бюл №21) Недоліками пристрою є низька роздільна здатність за рахунок використання вмонтованих в стінку капілярної трубки електродів, необхідність підключення напруги до електропровідної рідини, що знаходиться в одному із сильфонів В основу винаходу поставлено задачу підвищення роздільної здатності пристрою для вимірювання тиску шляхом заміни вмонтованих в стінку трубки електродів світоносними жилами волоконно-оптичного кабелю, ВХІДНІ торці яких розташовані перед стінкою трубки рівномірно по її довжині, а їх ВИХІДНІ торці з'єднані з фотоприймачами, частина виходів яких підключена до схем І-АБО безпосередньо, а частина - через інвертори Феромагнітна рідина в одному сильфоні має темний колір, в іншому - прозора, а з протилежної стінки трубки розміщено джерело світла Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для вимірювання тиску складається з першого та другого сильфонів, які з'єднані електроізоляційною трубкою, заповненою рідиною, рухомої СО Ю СО 00 Ю 58353 електроізоляційної перегородки, розміщеної посередені трубки, логічних елементів І-АБО, інверторів, акселерометра та обмотки електромагніта, яка розміщена коаксіальне зовні другого сильфона з зазором відносно його стінок і підключена до виходу акселерометра, в конструкції якого, згідно з винаходом, введений волоконно-оптичний кабель, ВХІДНІ торці світоносних жил якого розташовані перед стінкою трубки рівномірно по її довжині, а їх ВИХІДНІ торці з'єднані з фотоприймачами, при цьому виходи фотоприймачів, що з'єднані зі світоносними жилами, розташованими між першим сильфоном та перегородкою, підключені до логічних елементів І-АБО через інвертори, а виходи фотоприймачів, зв'язаних зі світоносними жилами, розташованими між другим сильфоном та перегородкою, безпосередньо, причому з протилежної стінки трубки розміщено джерело світла, а рідина, що знаходиться в об'ємі першого сильфона та частині трубки, обмеженій перегородкою, - прозора, феромагнітна рідина, яка знаходиться в об'ємі другого сильфонута другої частини трубки, має темний колір Введення таких додаткових елементів, як джерело світла, волоконно-оптичний кабель, фотоприймачі та їх підключення згідно з винаходом, а також застосування темної та прозорої рідини, якими заповнюють ВІДПОВІДНІ сильфони, дає можливість підвищити роздільну здатність пристрою та відмовитись від подачі напруги на один із сильфонів На кресленні зображено функціональну схему запропонованого пристрою Пристрій складається з двох ідентичних пружних чутливих елементів 1,2 у вигляді сильфонів Чутливий елемент 1 знаходиться в порожнині З герметичного корпусу 4, в яку подається вимірюваний тиск Рі Чутливий елемент 2 розміщено в порожнині 5 герметичного корпусу, в якій підтримується постійний тиск Ро Порожнини 3 та 5 герметично розділені теплопровідною перегородкою б, на якій закріплено чутливий елемент 2 Чутливий елемент 1 установлено на перегородці 7, яка має отвори Чутливі елементи 1 і 2 з'єднані між собою трубкою 8 із струмонепровідного матеріалу, наприклад скла Перед стінкою трубки рівномірно по її довжині розташовані ВХІДНІ торці світоносних жил 9 волоконно-оптичного кабелю, а їх ВИХІДНІ торці з'єднані з фотоприймачами 10 При цьому виходи д, є, ж, з фотоприймачів підключені до входів логічного елементу 11 (І-АБО) Виходи а, б, в, г фотоприймачів підключені до входів логічних елементів І-АБО через інвертори 12 Комутація між виводами фотоприймачів, входами та виходами логічних елементів здійснюється згідно приведеної схеми Чутливі елементи 1, 2 та трубка 8 заповнені рідиною, яка ІЗОЛЯЦІЙНОЮ перегородкою 13 розділена на два рівних об'єма В першому із них рідина - прозора, а в другому феромагнітна рідина має темний колір Чутливий елемент 2 охоплено обмоткою 14 електромагнітну, на яку подається сигнал від акселерометра, 3 протилежної стінки трубки 8 розміщено джерело світ ла 15 Пристрій працює наступним чином При відсутності прискорення а та рівності значень тиску Рі та Ро перегородка 13 займає середнє положення При цьому торці світоносних жил (5, 6, 7, 8) не будуть засвічені джерелом світла 15, так як рідина в об'ємі сильфона 2 та частині трубки 8 до перегородки 13 має темний колір СВІТОНОСНІ жили (1, 2, 3, 4) будуть засвічені по причині прозорості рідини, що знаходиться в сильфоні 1 та у ВІДПОВІДНІЙ частині трубки 8 Під впливом світла спрацьовують ВІДПОВІДНІ фотоприймачі 10, на виходах (а, б, в, г) яких буде потенціал рівня логічної одиниці Фотоприймачі, що не спрацювали будуть мати нульовий потенціал (виходи д, є, ж, з) На виході логічних елементів 11 буде цифровий код, що відповідає величині різниці значень тиску Рі та Ро При ЗМІНІ тиску Рі об'єм чутливого елемента 1 змінюється і його рухома основа переміщається на деяку величину Внаслідок цього рухома перегородка 13 також переміщається, прозора і темна рідини займають інше положення, що призводить до того, що будуть засвічені ІНШІ торці світоносних жил, а з виходу пристрою знімається цифровий код, що відповідає новій різниці значень тиску Рі та Ро При цьому сигнал з світоносної жили (5) визначає знак цієї різниці У випадку дії прискорення а , що має показаний на схемі напрям, на рідину діє сила, яка змушує и та ізоляційну перегородку 13 переміщатися в протилежному напрямку, що призводить до виникнення похибки в показах приладу При цьому частина рідини залишає чутливий елемент 2 На обмотку 14 електромагніта подається напруга, величина якої пропорційна діючому на датчик прискоренню В обмотці 14 виникає електричний струм, який створює всередині обмотки магнітне поле Під ДІЄЮ ЦЬОГО магнітного поля феромагнітна рідина намагнічується, тобто рідина становиться магнітом В результаті взаємодії магнітних полів електромагніта та намагніченої феромагнітної рідини остання втягується в чутливий елемент 2, тобто сила, що заставляє рідину переміщуватися, урівнюється силами взаємодії двох магнітних полів Якщо прискорення а має протилежний напрям, тоді на обмотку 14 електромагніта подається напруга протилежного знаку і сила взаємодії магнітних полів буде направлена в протилежну сторону Таким чином, винахід забезпечує можливість збільшення роздільної здатності датчиків тиску за рахунок заміни вмонтованих в трубку електродів світоносними жилами волоконно-оптичного кабелю, додаткового введення джерела світла, фотоприймачів та з'єднання їх згідно з винаходом Крім цього зникає необхідність в підключенні напруги до сильфона 1 58353 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна