Барокомпенсований первинний вимірювальний перетворювач з твердотільним чутливим елементом (варіанти)

1. Барокомпенсований первинний вимірювальний перетворювач (ПВП) з твердотільним чутливим елементом, що містить корпус з хвостовиком, при цьому корпус виконаний з порожниною, заповненою рідиною, яка герметично відокремлена від зовнішнього середовища чутливим елементом циліндричної форми, вивід якого електрично ізольований і з герметизацією виведений з ПВП C2 2 (19) 1 3 84072 4 середовище, в скляному електроді виконаний електрично ізольований і з герметизацією виведеотвір, закритий тонкостінною гумовою трубкою, яка ний з ПВП через хвостовик. натягнута на електрод. Трубка по краях забандаЗагальними ознаками по другому варіанту є: жована ниткою. Для зменшення електричного викорпус з хвостовиком, при цьому корпус виконаний току корпус ПВП забезпечений додатковою пороз порожниною, заповненою рідиною, яка герметижниною, заповненою маслом рідиною чно відокремлена від зовнішнього середовища поліметилсилоксановою ПМС - 10 ГОСТ 13032-77. чутливим елементом, вивід якого електрично ізоЦя порожнина також розвантажена барокомпенсальований і з герметизацією виведений з ПВП четором, виконаним у вигляді ковпачка, натягнутого рез хвостовик. на фланец, ви фрезерований в корпусі ПВП. ПроПрототип працює таким чином. Інформація від те границі деформування гумової трубки і ковпачіндикаторного електрода 2 надходить по ізольовака обмежені, внаслідок чого при великих перепаному виводу 4 через герморознімання хвостовика дах тиску тр убка чи ковпачок або рвуться, або 6 в корпус вимірювального приладу. У міру занучинять опір компенсації тиску, який може привести рення вимірника зростаючий тиск середовища до руйнування вимірювального електрода. деформує гумовий ковпачок 8, прагнучи зрівняти Найближчим до пропонованого технічного рітиск усередині корпусу 1 з тиском навколишнього шення по сукупності ознак є розроблений заявнисередовища. Деформація гумового ковпачка відком і випробуваний в натурних умовах первинний буватиметься до тих пір, поки ці тиски не зрівнявимірювальний перетворювач розчиненого кисню ються, або поки жорсткість ковпачка не дозволить гальванічного типу, наведений в роботі [3, с477, йому далі деформуватися. В останньому випадку рис.2.4.33], який використовується у складі каналів ці тиски не зрівняються і можуть руйнуватися гувимірювання розчиненого в морській воді кисню мовий ковпачок або чутливий елемент, наприклад, океанологічних вимірювальних комплексів, що полімерна мембрана, яка встановлена на електпрацюють при змінах гідростатичного тиску від 0 роді 2, або клейове з'єднання електрода 2 з корпудо 60 МПа. сом 1. Спрощений еквівалент конструкції прототипу Таким чином, прототипу властива те хнічна сузображений на Фіг.1. Він містить циліндричний перечність - зменшення товщини гумового ковпачкорпус 1 з компаунда, в якому співвісно вклеювані, ка збільшує його еластичність, але і збільшує рив протилежних кінцях корпусу, чутливий елемент зик руйнування ковпачка, особливо в агресивних індикаторний електрод 2 і допоміжний електрод 3. середовищах, наприклад, в Чорному морі, де веВиводи, відповідно 4 і 5, цих електродів ізольовані, ликий зміст сірководня, а збільшення товщини герметично ущільнені і виведені з ПВП через його гумового ковпачка зменшує його еластичність і не хвостовик 6. Індикаторний електрод 2 виконаний з забезпечує надійну барокомпенсацію в умовах срібла і до його зовнішньої поверхні щільно притивисокого гідростатичного тиску, наприклад при снута полімерна мембрана (на Фіг.1 не зображеглибоководних океанологічних дослідженнях, і на). Сполучені полімерна мембрана й індикаторстворюється небезпека руйнування чутливого ний електрод 2 є твердотільним чутливим елемента. Це є недоліком прототипу. елементом. Простір усередині корпусу заповнений Крім того, прототипу властивий інший недолік. електролітом 7, що являє собою 0,5-нормальний При складанні подібних ПВП ставиться вимога розчин KCl. Допоміжний електрод 3 виконаний з вилучення з рідини пузирчиків газу [1, Рт 5.519.023 алюмінію і, будучи з індикаторним електродом 2 в СБ -. Электрод ИВ-023. Сборочный чертеж], щоб розчині KCl, служить для встановлення режиму елементи конструкції ПВП випробовували якомога роботи індикаторного електрода 2 за допомогою менше навантаження при зануренні. Проте техноелектрохімічної реакції, утворюючи гальванічний логічно виконати цю умову важко, до того ж ці пуелемент. Для запобігання руйнування мембрани зирчики можуть утворюватися в процесі роботи, або клейового з'єднання електрода 2 з корпусом 1 наприклад в гідрохімічних ПВП, як в прототипі, в унаслідок підвищення гідростатичного тиску, тобто яких здійснюється електрохімічна реакція електдля запобігання руйнування виконаного таким чиродів 2 і 3 з рідиною 7, що перебуває усередині ном твердотільного чутливого елемента, в даному корпусу 1. перетворювачі передбачена барокомпенсація. Як В основу винаходу поставлена задача ствобарокомпенсатор застосований гумовий ковпачок рення первинного вимірювального перетворювача 8, який з натягненням встановлений на фланець, на базі твердотільного чутливо го елемента, в яковифрезований в стінці корпусу, причому у фланці му за рахунок ковзання компенсатора тиску в повиконаний отвір, що сполучається з внутрішнім рожнині з рідиною досягається нова технічна влапростором корпусу, заповненим електролітом. стивість - нічим не обмежене зменшення різниці Таким чином електроліт герметично відокремлегідростатичного тиску всередині і зовні ПВП. ний від зовнішньої, аналізованої, рідини за допоВказана нова властивість забезпечує досягмогою барокомпенсатора та твердотільного чутнення єдиного технічного результату гр упи виналивого елемента. ходів - розширення діапазону робочого тиску на Загальними істотними ознаками для прототипу ПВП без ризику руйнування його елементів, що і заявленого винаходу є: корпус з хвостовиком, при підвищує надійність роботи ПВП і достовірність цьому корпус виконаний з порожниною, заповнеотриманої від нього інформації. ною рідиною, яка герметично відокремлена від Додатковим технічним результатом винаходів, зовнішнього середовища чутливим елементом що входять до заявленої групи, є спрощення техциліндричної форми. Вивід чутливо го елемента нології складання, оскільки особливості бароком 5 84072 6 пенсації в заявленому ПВП допускають наявність Твердотільний чутли вий елемент 3 може бути в рідині, що наповнює корпус, пузирчиків повітря. виконаний з будь-якого відповідного твердого маПоставлена задача розв'язується тим, що, згітеріалу. Наприклад, може бути застосований чутдно першому варіанту винаходу, в барокомпенсоливий елемент від широко випускного промисловіваному первинному вимірювальному перетворюстю лабораторного сульфід-селективного вачі (ПВП) з твердотільним чутливим елементом, електрода XC-S-OOl [1], вклеюваний в пластмасощо містить корпус з хвостовиком, корпус виконаву або скляну трубку. ний з порожниною, заповненою рідиною, яка герВивід 5 є гнучким ізольованим дротом, один метично відокремлена від зовнішнього середовикінець якого вклеюваний в тіло чутливого елеменща чутливим елементом циліндричної форми, та, а інший - в тіло хвостовика. Хвостові к корпусу вивід якого електрично ізольований і з герметиза1 через ущільнення встановлюють в корпусі виміцією виведений з ПВП через хвостовик, новим є рювального приладу. те, що порожнина корпусу виконана циліндричною Хвостовік ПВП може бути виконаний з будьі в ній встановлений через ущільнення рухомого якого необхідного твердого матеріалу. контакту чутливий елемент з можливістю осьового Для установки чутливого елемента 3 в порожпереміщення в цій порожнині, при цьому вивід нину з рідиною 2 хвостовик ПВП забезпечений чутливого елемента виконаний гнучким і пропущетехнологічними отворами (на Фіг.2 не показані) ний через порожнину з рідиною. для вилучення зайвої рідини з подальшою гермеЗгідно другому варіанту винаходу в барокомтизацією їх при складанні. У разі виконання корпупенсованому первинному вимірювальному пересу і хвостовика окремими елементами після вилутворювачі (ПВП) з твердотільним чутливим елечення зайвої рідини при складанні ПВП корпус ментом, що містить корпус з хвостовиком, корпус герметизують з хвосто виком нерухомим ущільненвиконаний з порожниною, заповненою рідиною, ням. яка герметично відокремлена від зовнішнього сеЗапропонований пристрій працює таким чиредовища чутливим елементом, вивід якого елекном. В робочих умовах інформація від чутливого трично ізольований і з герметизацією виведений з елемента надходить по ізольованому виводу 5 ПВП через хвостовик, новим є те, що чутливим через хвостовик корпусу на вихід ПВП. У міру заелементом є корпус, його порожнина виконана нурення приладу зростаючий тиск середовища циліндричною і в ній встановлений через ущільпереміщає чутливий елемент 3 всередину порожнення рухомого контакту циліндричний хвостовик з нини 2, прагнучи зрівняти тиск усередині корпусу можливістю осьового переміщення корпусу щодо ПВП і тиск зовні. Пузирчик газу, що залишився при хвостовика, при цьому вивід чутливого елемента заправці корпусу рідиною, не викликає ризик руйвиконаний гнучким і пропущений через порожнину нування ПВП, оскільки чутливий елемент З під з рідиною. впливом наростаючого тиску, рухаючись без обВідмінності варіантів заявленого пристрою від межень, стисне цей пузирчик до необхідного об'прототипу відносяться до особливостей забезпеєму. Виконання чутливого елемента 3 рухомим в чення барокомпенсації. порожнині з рідиною забезпечує вирівнювання Заявлені варіанти винаходу пояснюються за тиску всередині і зовні корпусу створеного ПВП в допомогою Фіг.2 і 3. широкому діапазоні зростаючих навантажень. ПВП по першому варіанту (фіг.2) містить корДругий варіант заявленого пристрою (Фіг.З) пус 1 з хвостовиком. В даному випадку вони виковідрізняється від першого тим, що чутливим еленані як єдиний елемент, але можуть бути і самоментом є сам корпус 1, який виконаний з циліндстійними частинами ПВП. Корпус виконаний з ричною порожниною, заповненою рідиною 2. В цій циліндричною порожниною, яка заповнена рідипорожнині встановлений хвостовик З корпусу ПВП, ною 2. Твердотільний чутливий елемент 3 циліндпричому з можливістю осьового переміщення чутричної форми герметично окремлює рідину 2 від ливого елемента (корпусу) відносно хвостовика зовнішнього середовища за рахунок того, що він ПВП. встановлений в циліндричній порожнині корпусу Корпус - чутливий елемент 1 виконаний з через ущільнення 4 рухомого контакту. Вивід 5 будь-якого твердого необхідного матеріалу. чутливого елемента електрично ізольований і з Заявлений перетворювач простий в реалізації герметизацією виведений з ПВП через його хвосі забезпечує високі параметри якості інформації в товик, причому вивід виконаний гнучким і пропунаукових дослідженнях унаслідок надійності його щений через порожнину з рідиною. роботи. Корпус 1 може бути виконаний з будь-якого Використані джерела: твердого матеріалу, наприклад, металу, якщо не1. Сульфид-селективный электрод XC-S-OOl. обхідне екранування, або пластмаси - залежно від Паспорт и инструкция по эксплуатации. Научнотого, які вимоги ставяться до ПВП. Залежно від внедренческая фирма «Аналитические системы» принципу дії ПВП як рідина 2 може бути застосоС. Петербург . ваний електроліт, як, наприклад, в прототипі, або 2. Зонд гидролого-гидрохимический ИСТОК-7. масло, як, наприклад, в наведеному аналогу [1, Рт Эксплуатационная документация. Чертежи (Рт 5.519.023 СБ - Электрод ИВ-023. Сборочный чер5.519.023 СБ - Электрод ИВ-023. Сборочный чертеж]. теж) и (Pt 5.519.025 СБ - Электрод. Сборочный Ущільнення 4 рухомого контакту може бути чертеж). виконано у вигляді гумового кільця круглого пере3. Смирнов Г.В. Океанология: Средства и метину, встановленого в проточці корпусу, або в протоды океанологических исследований/ точці чутливого елемента 3. Г.В.Смирнов, В.Н.Еремеев, М.Д.Агеев, 7 84072 8 Г.К.Коротаев, В.С.Ястребов, С.В.Мо тыжев; МежУкраины. - M.: На ука, 2005. - 795с. - прототип. дунар. ассоц. акад. Наук; РАН; Нац.акад. наук Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601