Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Датчик тиску, який містить корпус, металічну круглу мембрану, щоковий кварцовий п'єзоелемент, встановлений на поверхню кварцотримача паралельно мембрані з утворенням зазору між ним і мембраною, при цьому центри дискового п'єзоелементу і мембрани співпадають з поздовжньою віссю кварцотримача, і круглий електрод, занесений на поверхню п'єзоелементу, в центральній його частині, металеву основу з донною частиною, внутрішнім виступом і внутрішньою проточкою, металеве опорне кільце, зовнішній діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру мембрани, заклепку з циліндричною плоскою головкою, пружний плоский елемент з отвором у центрі, через яке пропущена заклепка, і регулюючий гвинт зі сферичним кінцем, причому регулюючий гвинт встановлений в різьбовий отвір в центрі донної частини металевої основи співвісно з ним, і контактує сферичним кінцем з плоскою поверхнею головки заклепки, що утворює нерознімне з'єднання кварцотримача з пружним елементом, жорстко защемленим по периметру між внутрішнім виступом основи і верхньою поверхнею опорного кільця, нижня поверхня якого є опорою металевої мембрани, опорне кільце своєю зовнішньою циліндричною поверхнею з'єднано по ходовій посадці з поверхнею внутрішньої проточки в основі, яка обмежена по глибині у донній частині останньої внутрішнім виступом, а верхня і нижня поверхні опорного кільця і поверхня виступу основи паралельні поверхні кварцотримача, при цьому дисковий кварцовий п'єзоелемент виконаний плоским, а круглий електрод розташований на поверхні п'єзоелементу, протилежній мембрані, який відрізняється тим, що додатково введено перший пневматичний канал у вигляді сполучених пневматичного фільтра дроселя, виконаних відповідно у формі вертикального циліндричного каналу у боковій стінці основи і який заповнений фільтруючим матеріалом, наприклад повстю, і дроселя у вигляді горизонтального циліндричного каналу малого діаметра, другий пневматичний канал у вигляді сполучених вертикального циліндричного каналу у боковій стінці основи, частина якого заповнена фільтруючим матеріалом, і горизонтального циліндричного каналу зі зрівнюваним підпруженим клапаном у вигляді циліндра з кільцевою проточкою по його поверхні і натискною головкою, причому вхід пневматичного фільтра і вхід другого пневматичного каналу сполучаються з вхідним отвором корпусу, вихід дросель і вихід другого пневматичного каналу сполучаються з об'ємом, який обмежений стінками, донною частиною основи і внутрішньою поверхнею мембрани, а цей об'єм сполучається з вхідним отвором корпусу через другий пневматичний канал за допомогою зрівнюваного клапана у момент приведення датчика в вихідний стан.

Текст

1 Датчик тиску, який містить корпус, металічну круглу мембрану, щоковий кварцовий п'єзоелемент, встановлений на поверхню кварцотримача паралельно мембрані з утворенням зазору між ним і мембраною, при цьому центри дискового п'єзоелементу і мембрани співпадають з поздовжньою віссю кварцотримача, і круглий електрод, занесений на поверхню п'єзоелементу, в центральній його частині, металеву основу з донною частиною, внутрішнім виступом і внутрішньою проточкою, металеве опорне кільце, ЗОВНІШНІЙ діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру мембрани, заклепку з циліндричною плоскою головкою, пружний плоский елемент з отвором у центрі, через яке пропущена заклепка, і регулюючий гвинт зі сферичним кінцем, причому регулюючий гвинт встановлений в різьбовий отвір в центрі донної частини металевої основи СПІВВІСНО з ним, і контактує сферичним кінцем з плоскою поверхнею головки заклепки, що утворює нерознімне з'єднання кварцотримача з пружним елементом, жорстко защемленим по периметру між внутрішнім виступом основи і верхньою поверхнею опорного кільця, нижня поверхня якого є опорою металевої мембрани, опорне кільце своєю зовнішньою циліндричною поверхнею з єднано по ходовій посадці з поверхнею внутрішньої проточки в основі, яка обмежена по глибині у донній частині останньої внутрішнім виступом, а верхня і нижня поверхні опорного кільця і поверхня виступу основи паралельні поверхні кварцотримача, при цьому дисковий кварцовий п'єзоелемент виконаний плоским, а круглий електрод розташований на поверхні п'єзоелементу, протилежній мембрані, який відрізняється тим, що додатково введено перший пневматичний канал у вигляді сполучених пневматичного фільтра дроселя, виконаних ВІДПОВІДНО у формі вертикального циліндричного каналу у боковій СТІНЦІ основи і який заповнений фільтруючим матеріалом, наприклад повстю, і дроселя у вигляді горизонтального циліндричного каналу малого діаметра, другий пневматичний канал у вигляді сполучених вертикального циліндричного каналу у боковій СТІНЦІ основи, частина якого заповнена фільтруючим матеріалом, і горизонтального циліндричного каналу зі зрівнюваним підпруженим клапаном у вигляді циліндра з кільцевою проточкою по його поверхні і натискною головкою, причому вхід пневматичного фільтра і вхід другого пневматичного каналу сполучаються з вхідним отвором корпусу, вихід дросель і вихід другого пневматичного каналу сполучаються з об'ємом, який обмежений стінками, донною частиною основи і внутрішньою поверхнею мембрани, а цей об'єм сполучається з вхідним отвором корпусу через другий пневматичний канал за допомогою зрівнюваного клапана у момент приведення датчика в вихідний стан Запропонований винахід відноситься до контрольно-вимірювальної техніки, зокрема до п'єзорезонансних датчиків тиску з частотним виходом, і може бути використаний в медицині для вимірювання тиску пульсової хвилі (динамічного тиску) під час проведення сфігмографічних досліджень серцево-судинної системи людини Відомий п'єзорезонансний датчик тиску, який містить корпус з металевою мембраною та диско вий кварцовий п'єзоелемент АТ-зрізу, що встановлений паралельно мембрані з утворенням зазору і доповнений електродом на поверхні, яка протилежна мембрані [1] Недоліком цього пристрою є низька точність, яка обумовлена гістерезисом датчику із-за недосконалості кріплення металевої мембрани до корпусу, а також високою похибкою встановлення 00 о 44108 початкового зазору між мембраною і кварцовим п'єзоєлементом Відомий датчик тиску, що містить корпус, плоску чи гофровану мембрану з жорстким центром з електропровідного матеріалу і дисковий плосковипуклий кварцовий п'єзоелемент АТ-зрізу, який звернений плоскою поверхнею до плоскості мембрани і доповнений електродом на випуклій поверхні [2] Основним недоліком цього пристрою також є невелика точність, що зумовлена похибкою завдання початкового зазору і складністю встановлення плосковипуклого кварцового п'єзоелемента паралельно мембрані Окрім цього, при використанні даного п'єзоелементу, суттєво зменшується розрізнювальна здатність датчика за рахунок того, що ємнісне відношення m плосковипуклого п'єзоелемента на першій механічній гармоніці в 2,3 3,2 рази менше, чим у плоского, причому це зниження тим більше, чим більше кривизна сфери лінзи З цього витікає, що інформативна девіація частоти SF =(f(x)-fo)/fo =0,5mX/(X+a) (1) і крутизна характеристики перетворення ddF „ 0,5та/(Х dx 2) даного датчика в стільки ж разів менше, ніж в датчику з плоским кварцовим п'єзоєлементом [3], для якого 0,5m/ f(X)=fn (3) і fo - поточне і номінальне значення частоти датчика ВІДПОВІДНО, X = Хо - Х н , Хо и Х н - поточний, початковий зазор між мембраною і кварцовим п'єзоєлементом та хід мембрани під дією вимірювального тиску, а = п е h / /є пе ' пе I F пе / - параметр кварцового п'єзоелементу, його товщина і діелектрична проникливість (she = 4,5) ВІДПОВІДНО І суттєво зменшується розрізнювальна здатність датчика (4) где Af- ширина області варіації значень вихідної частоти датчика при фіксованому вимірювальному тиску (абсолютна нестабільність частоти автогенераторного вимірювального перетворювача) В силу цих факторів значно зростає вклад додаткових похибок в повну похибку вимірювання динамічного тиску пульсової хвилі Для отримання необхідного значення інформаційної девіації частоти необхідно в 2 3 рази зменшити величину Хо з одночасним збільшенням максимального зна чення ходу мембрани Хмтах, що робить пристрій [2] практично непрацездатним В якості пристрою - прототипу використаний датчик тиску, який містить корпус, металічну круглу мембрану, дисковий кварцовий п'єзоелемент, який встановлений на поверхню кварцоутримовача паралельно мембрані з утворенням зазору між ним і мембраною, при цьому центри дискового п'єзоелементу і мембрани співпадають з поздовжньою віссю кварцоутримовача, круглий електрод, що нанесений на поверхню п'єзоелементу в центральній його частині, металеву основу з донною частиною, внутрішнім виступом і внутрішньою проточкою, металічне опорне кільце, ЗОВНІШНІЙ діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру мембрани, заклепку з циліндричною плоскою головкою, пружний плоский елемент з отвором у центрі, через яке пропущена заклепка, і регулюючий вінт зі сферичним кінцем, причому регулюючий вінт встановлений в різьбовий отвір в центрі донної частини металевої основи СПІВВІСНО з ним і контактує сферичним кінцем з плоскою поверхнею головки заклепки, що утворює нероз'ємне з'єднання кварцоутримовача з пружним елементом, жорстко защемленим по периметру між внутрішнім виступом основи і верхньої поверхні опорного кільця, нижня поверхня якого являється опорою металічної мембрани, опорне кільце своєю зовнішньою циліндричною поверхнею з'єднано по ходовій посадці з поверхнею внутрішньої проточки в основі, обмеженої по глибині у донній часті останнього внутрішнім виступом, а верхня і нижня поверхні опорного кільця і поверхня виступу основи паралельні поверхні кварцоутримовача, при цьому дисковий кварцовий п'єзоелемент виконаний плоским, а круглий електрод розташований на поверхні п'єзоелементу, що протилежна мембрані [4] Недоліком пристрою - прототипу являється недостатня розрізнювальна здатність датчика при вимірювані (пульсового) повітряного тиску під час проведення сфігмографічних досліджень серцево - судинної системи людини Це пояснюється тим, що при знятті об'ємної сфігмограми в оклюзійній манжеті необхідно підгримувати постійний (статичний) надлишковий повітряний тиск, близький до середнього артеріального (для практично здорових людей в стані покою ця величина складає РСЕР 80 90мм ртст,), а амплітуда інформативної змінної (динамічної} складової повітряного тиску Р„, яка відображує сфігмографічний сигнал звичайно не перевищує 1 1,5мм ртст [5, 6] Дуже суттєвим є те, що величина РСЕР не являється інформативним параметром сфігмографічних досліджень, а завдання такого постійного тиску в ОКЛЮЗІЙНІЙ манжеті тільки забезпечує отримання максимальної амплітуди сфігмосигналу Р„ при мінімальному викривленню його форми За умов ігнорування даної обставини виникає необхідність початкового налагодження датчика для забезпечення можливості вимірювання як статичного, так і динамічного повітряного тиску в діапазоні Р Є [О.РсЕРгпах], ДЄ РсЕРгпах « (1,5 2)РСР максимально можливе значення середнього артеріального тиску з урахуванням паталопчних змін в 44108 організмі і можливості проведення сфігмографічних досліджень під час дії фізичного навантаження Таке налагоджування відповідає градуювальній характеристиці (1) при величині початкового зазору порядку Хо= 60 65мкм і ефективній області робочих змін значень зазору X = Хо- Х н від 0 до 55 бОмкм Початкова крутизна такої градуювальноі характеристики визначається виразом (2), а и типові значення приведеш в таблиці 1 Аналіз даних показує, що для плоского кварцового п'єзоелементу з номінальною частотою fo = 10МГц при величині початкового зазору порядку Хо = 60 65мкм крутизна SF не перевищує значень (12,4 10,8) х 106/мкм Це обмежує ефективність використання градуювальної характеристики дат чика при вимірюванні змінної (інформаційної) складової повітряного тиску в оклюзійній манжеті В той же час, компенсація постійної складової оклюзіиного тиску дозволяє зменшити величину Хо до 10 15мкм, що, в свою чергу, призводить до більш ніж к чотирикратному збільшенню крутизни SF (ДО значень (52,7 44,2) х 106/мкм), а ВІДПОВІДНО до (4) і розрізнювальної здатності датчика, значно підвищувати тим самим ефективність визначення інформаційної (динамічної) складової тиску при сфігмографічних дослідженнях В основу винаходу поставлена задача підвищення розрізнювальної здатності при вимірюванні динамічного повітряного тиску Таблиця 1 Типові значення крутизни градуйовальної характеристики X, мкм /ЬМГц 0 10 20 ЗО 40 60 80 100 200 1 8,5 8,06 7,65 7,27 6,92 6,29 5,75 5,27 3,58 5 42,5 33 26,3 21,5 17,9 13 9,8 7,7 3,1 10 85 52,7 35,8 25,9 19,6 12,4 8,5 6,2 2,07 ЗО 262 78 36,9 21,4 14 7,3 4,5 3 0,84 6 Sfr, 10 /мкм Задача підвищення розрізнювальної здатності вирішується тим, що в датчику тиску, який містить корпус, металічну круглу мембрану, дисковий кварцовий п'єзоелемент, встановлений на поверхню кварцоутримовача паралельно мембрані з утворенням зазору між ним і мембраною, при цьому центри дискового п'єзоелементу і мембрани співпадають з поздовжньою віссю кварцоутримовача, круглий електрод, який нанесений на поверхню п'єзоелементу в центральній його частині, металічну основу з донною частиною, внутрішнім виступом і внутрішньою проточкою, металічне опорне кільце, ЗОВНІШНІЙ діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру мембрани, заклепку з циліндричною плоскою головкою, пружний плоский елемент з отвором у центрі, через яке пропущена заклепка, і регулюючий вінт зі сферичним кінцем, причому регулюючий вінт встановлений в різьбовий отвір в центрі донної частини металічної основи СПІВВІСНО з ним і контактує сферичним кінцем з плоскою поверхнею головки заклепки, що утворює нероз'ємне з'єднання кварцоутримувача з пружним елементом, жорстко защемленим по периметру між внутрішнім виступом основи і верхньою поверхнею опорного кільця, нижня поверхня якого являється опорою металічної мембрани, опорне кільце своєю зовнішньою циліндричною поверхнею з'єднано по ходовій посадці з поверхнею внутрішньої проточки в основі, яка обмежена по глибині у донній часті останнього внутрішнім виступом, а верхня і нижня поверхні опорного кільця і поверхня виступу основи паралельні поверхні кварцоутримувача, при цьому дисковий кварцовий п'єзоелемент виконаний плоским, а круглий електрод розташований на поверхні п'єзоелементу, протилежній мембрані, у ВІДПОВІДНОСТІ до запропонованого винаходу в нього додатково введене перший пневматичний канал у вигляді пневматичного фільтру і дроселя, які сполучаються, виконаних ВІДПОВІДНО у формі вертикального циліндричного каналу у боковій СТІНЦІ основи і який заповнений фільтруючим матеріалом, наприклад повстю, і дроселю у вигляді горизонтального циліндричного каналу малого діаметру, другий пневматичний канал у вигляді сполучених вертикального циліндричного каналу у боковій СТІНЦІ основи, частина якого заповнена фільтруючим матеріалом, і горизонтального циліндричного каналу з зрівнюваним підпруженим клапаном у вигляді циліндру з кільцевою проточкою по його поверхні і натискною головкою, причому вхід пневматичного фільтру і вхід другого пневматичного каналу сполучаються з вхідним отвором корпусу, вихід дроселю і вихід другого пневматичного каналу сполучаються з об'ємом, який обмежений стінками, донною частиною основи і внутрішньою поверхнею мембрани, а цей об'єм сполучається з вхідним отвором корпусу через другий пневматичний канал за допомогою зрівнюваного клапана у момент приведення датчика у вихідний стан На фіг 1 показаний запропонований датчик тиску Тут введено наступні позначення 1 - корпус, 44108 2 - основа, 3 - п'єзоелемент, 4 - заклепка, 5 - пружній елемент, 6 - кварцоутримувач, 7 - вивід датчика, 8 - опорне кільце, 9 - регулювальний гвинт, 10 мембрана, 11 - притискна гайка, 12 - ущільнювальне кільце, 13 - сполучені вертикальний та горизонтальний канали, 14 - втулка, 15 - циліндр с кільцевою проточкою, 16 - натискна головка, 17 дросель, 18 - герметизуючий компаунд, 19 - пневматичний фільтр, 20 - фільтруючий матеріал, 21 фіксуюча планка На фіг 2 представлена пневматична схема датчика тиску, де К1 и К2 - перший та другий пневматичні канали, V K I , VK2 - об'єми першої та другої камери, R,j), R flP - пневматичний опір фільтра и дроселя, ПЕ - п'єзоелемент, М - мембрана, ЗК зрівнювальний клапан, X - переміщення мембрани Ркі И Рк2 - ТИСК В Об'ємах V K I И VK2, РО + Р~ сумарний тиск На фіг 3 приведені амплітудно-частотні характеристики датчика тиску в залежності від висоти фільтраційної камери ПфК для двох значень довжини дроселя Ідр Ідр = 1 мм, Ідр = 5мм, ВІДПОВІДНО Запропонований датчик тиску (фіг 1) складається із корпусу 1 з полістиролу, який містить штуцер і шість настановних штирів, які забезпечують закріплення датчика на монтажній платі За допомогою клею корпус 1 з'єднаний з металевою (матеріал Д16) основою 2 Між верхній проточкою основи 2 і притискна гайкою 11 встановлене ущільнююче кільце 12 На виступ основи 2 у донній його частині встановлений вузол кварцоутримовача, який містить СПІВВІСно з'єднані заклепку з циліндричною головкою 4, пружний елемент 5 у вигляді плоскої круглої пружини - прорізної шайби, кварцоутримовач 6 Елементи 4, 5, 6 жорстко з'єднані розвальцовкою кінцевої частини заклепки 4 Пружний елемент 5 виконаний із сплаву 36НХТЮ На робочу поверхню кварцоутримувача 6 за допомогою клею СПІВВІСНО 3 кварцоутримовачем встановлений плоский дисковий п'єзоелемент 3 АТ-зрізу, на поверхню якого напилений круглий електрод обернений до кварцоутримувача 6, що з'єднаний електрично з потенціальним виводом датчику 7 за допомогою проводу ПЕЛШО-0,25, який виведений назовні датчику через герметичний отвір в донній частині основи 2 через отвір в кварцоутримовачі 6 і пружному елементі 5 Пружний елемент 5 защемлений по контуру між виступом основи 2 і металевим опорним кільцем 8 зусиллям, яке створюється притискною гайкою 11 і здійснює одночасно защемлення по контуру і мембрани 10 Зусилля защемлення як пружного елементу 5, так і мембрани 10, створюється при переміщенні притискної гайки 11 по його різьбовому з'єднанню з основою 2 і передається на мембрану 10 - опорне кільце 8 - пружний елемент 5 - основа 2 поверхнею виступу притискної гайки 11 В центрі цієї гайки є наскрізний отвір для передачі повітря і також два глухих отвори під торцевий ключ Величина початкового зазору встановлюється регулюючим гвинтом 9, який механічно контактує своєю сферичною КІНЦІВКОЮ з плоскою частиною головки заклепки 4 і встановлений в різьбовий отвір у центрі донної частини основи 2, а різьбове 8 з єднання, яке утворилось герметизується після закінчення налагодження компаундом 18 В бокових стінках основи 2 шляхом свердління сформовані два пневматичні канали перший складається із пневматичного фільтра 19 (вертикального каналу, який заповнений фільтруючим матеріалом) і дроселя 17, які сполучаються, другий із вертикального і горизонтального каналів 13, які сполучаються і один із яких (вертикальний) також частково заповнений фільтруючим матеріалом 20, і який утворює фільтр малої ЩІЛЬНОСТІ З малим пневмоопіром, який можна не враховувати В якості фільтруючого матеріалу пневматичних каналів вибрано повсть Наявність фільтруючого матеріалу в обох пневматичних каналах дозволяє запобігти забрудненню п'єзоелементу тальком і другими механічними домішками, які присутні в оклюзійній манжеті Другий пневматичний канал містить зрівнювальний клапан у вигляді підпруженого циліндру з кільцевою проточкою 15, натискною полістироловою головкою 16 і фіксуючою планкою 2 1 , які закріплені за допомогою клею в донній частині основи 2 Після кінцевої зборки датчика пневматичні канали і потенціальний вивід герметизується за допомогою компаунда 18 і втулки 14 В донній частині основи 2 містяться три технологічних глухих отвори з різьбою, які призначені для фіксації основи в процесі зборки датчика Зібраний датчик встановлюється в отвір в печатній платі приладу більше - по діаметру основи 2 і шість малих - по діаметру штирів кріплення Поверхня зовнішнього виступу основи 2 виконує роль корпусного електроду датчика і контактує 3 корпусною шиною на печатній платі приладу Принцип роботи датчику, що заявляється, полягає в наступному (фіг 2) Сумарний тиск P s = Ро + Р„, де Ро - постійна (яка повільно змінюється) і Р„ - змінна (інформативна) складові, подаються через фільтр з повсті і пневмоопіром Rcf, та пневмодросіль, опір якого Rflp, по першому пневматичному каналу датчика К1 в камеру тиску мембранного перетворювача з об'ємом V K I Параметри фільтру, дроселю і камери V K I вибирають таким чином, що вони утворюють пневматичний фільтр нижніх частот (ПФНЧ), тиск з виходу якого Ркі = Кф(т) P s , де Кф(т) - передаточна функція ПФНЧ, поступає на гофровану мембрану 10 (М) Течія газу вважається ізотермічною По другому пневматичному каналу К2 тиск P s подається в камеру з об'ємом VK2 Мембрана М виконує функцію віднімання тисків і різницевий тиск, який діє на неї дорівнює ДР = Ркг - Ркі Параметри ПФНЧ вибирають таким чином, що він повністю придушує зміну складову Р„ сумарного тиску Р^ пропускає на вихід тільки її постійну складову Ро, яка повільно змінюється Ркі = КФ(т) P z = Кф(т) Ро + КФ(т) Р~ = Ро, так як КФ(т) Р~ « 0 Таким чином, в процесі роботи даного пристрою, відбувається компенсація постійної (повільнозмінної) складової тиску оклюзійної манжети АР = Ркг - Ркі - Ро + Р~ - Ро - Р~, ЩО в цілому дозволяє представити передаточну характеристику 44108 датчику у діапазоні робочих частот у вигляді пневматичного фільтру верхніх частот (ПФВЧ) Різницевий тиск ДР перетворюється в переміщення мембрани X, яка модулює ємність зазору п'єзоелементу, викликаючи інформативну зміну частоти датчику тільки від динамічного тиску Р„ Для приведення датчика в вихідний стан перед початком вимірювань слугує зрівнюваний клапан (ЗК), який в відкритому стані зрівнює тиск Р«і і Рк2 в об'ємах VKI І VK2 Визначимо основні співвідношення для розрахунку параметрів пневматичних каналів Частота зрізу ПФВЧ визначається виразом [7] 4 - площа перерізу отвору фільтру, бф - діаметр отвору фільтру Для матеріалу повсть АРф = 49Па, v = 0,02м/мин і бф= 1,5мм -Rm= 8,32 10 Па с/м Опір дроселю дорівнює [7] 128/;/, U) де /ф, ddP довжина і діаметр дроселю, р - ЩІЛЬНІСТЬ повітря при нормальних умовах, 3 р - 1,205кг/м , і] = А + В Т - динамічний коефіцієнт в'язкості газів, А, В - ПОСТІЙНІ коефіцієнти (для повітря А = 37,4 х 10 7 Па с, В = 0,506 х 10 7 Па с), За нормальних умов (Т = 293К) динамічний коефіцієнт в'язкості повітря rj- 0,186 х 1 0 4 П а с [7] Частота зрізу ПФВЧ визначається спектром сфігмографічних сигналів - (0,036 60)Гц [5, 6] і складає приблизно f3p и 0,03Гц За умови вибраної частоти зрізу, з урахуванням реального розміру ОфК = 40мм і отриманого опору фільтру R# = 8,32 10 1 0 Па с/м 3 , визначимо у ВІДПОВІДНОСТІ з (5 - 7) конструктивні параметри дроселю (діаметр сіф і довжину /ф) та висоту фільтраційної камери ЬфК (таблиці 2, 3 і фіг 3, 4) Аналіз отриманих даних показує, що значний вплив на частоту зрізу f3p робить висота фільтраційної камери ЬфК (таблиці 2, 3) Для сіф < 0,1мм опір дроселю Rap значно залежить від /ф і повинен враховуватися під час 1 (5) Д е = RT VKI, ної к а м е р и R - пневмоємність фільтрацій 'ФК RO + Rdp - сумарний пневматичний опір, 4 , ОФК ' "Фк метр фільтраційної камери, І /7, ФК 10 фільтр, В И С 0 Т а КЗ К - газова постійна, Т - температура газу (повітря) Опір фільтру визначається як (6) v-S де АРф - перепад тиску на фільтрі, v - швидкість руху повітряного потоку через Таблиця 2 Вибір геометричних розмірів елементів ПФВЧ fsp, ГЦ ЬФК, мм /ф, M M при ddP= 0, 1мм 1 2,5 5 10 1 0,11 0,107 0,093 0,073 2 0,0595 0,0539 0,0465 0,0365 3 0,0397 0,0359 0,031 0,0243 4 0,0298 0,0269 0,0232 0,0182 5 0,0238 0,0215 0,0186 0,0146 10 0,0119 0,0108 0,0093 0,0073 Таблиця З Вибір висоти фільтраційної камери при о с ho с, мм .ГЦ 1 2 0,064 0,0427 = ( 0 , 2 3 0,128 Р 1)мм 1 ' Ф ~ 1.1 4 0 032 10)мм 5 0 0256 10 0,0127 11 44108 розрахунку ПФВЧ (фіг 3, фіг 4) В той же час, для ddP = (0,2 1)мм і /ф = (1 10)мм опір дроселю RdP набагато менше опору фільтру Иф » R&p і може не враховуватись в розрахунках сумарного опору Rz В цьому випадку параметри ПФВЧ визначаються в основному висотою фільтраційної камери ЬфК (таблиця 3) Таким чином, запропонована конструкція ПФНЧ з послідовним з'єднанням Rф і R&p дозволяє змінювати параметри дроселю в залежності від технологічних можливостей виробництва і реалізовувати його без використовування спеціальної капілярної технології Приведені розрахунки підтверджують можливість підвищення розрізнювальної здатності датчику, який заявляється, при вимірювані динамічного повітряного тиску (більш ніж в 4 рази по зрівнянню з відомими пристроями) шляхом введення запропонованих конструктивних рішень при забезпечені його серійної придатності навіть на підприємствах з відносно невеликим рівнем технічної оснащеності Конструкція, яка заявляється, крім того, дозволяє усунути дрейф лінії нульового рівня, який виникає при повільних змінах тиску в оклюзійній манжеті при об'ємній сфігмографи і змінах тиску у 12 воронці, що викликаний зміною натискання м до артерії, при локальній сфігмографи Завдяки цьому забезпечується підвищення достовірності сфігмометричного діагностування стану серцево - судинної системи комп'ютерними методами ЛІТЕРАТУРА 1 Вилыцук В А , Фроловский С И Пьезорезонансные датчики с переменным зазором // Пьезо и акустоэлектронные устройства - Омск ОМПИ, 1981, -с 102-105 2 А с СССР № 1326921 G ОІ L 11/00, 9/8 Пьезорезонансный датчик давления / Ю С Шмалий и др - Опубл в Б И № 28, 1987 3 Альтшуллер Г Б Управление частотой кварцевых генераторов - М Связь, 1975, - с 17 4 Пат 2098783 России, МКИ G 01 L 9/08, 9/12 Датчик давления / Ф Ф Колпаков, Г Л Хильченко, С К Пидченко//Бюл -1997 - № 3 4 5 Терехова Л Г Практические вопросы сфигмографии -Л Медицина, 1968 -119с 6 Сфигмография при гемодинамических измерениях в организме -Рига Зинатне, 1976 -168 с 7 Ужов В Н , Мягков Б И Очистка промышленных газов фильтрами М Химия, 1970 -320 с 13 44108 14 15 44108 16 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Kolpakov Fedir Fedorovych, Pidchenko Serhii Kostiantynovych, Dobrova Viktoria Yevhenivna, Taranchuk Alla Anatoliivna

Автори російською

Колпаков Федор Федорович, Пидченко Сергей Константинович, Доброва Виктория Евгеньевна, Таранчук Алла Анатольевна

МПК / Мітки

МПК: G01L 9/08, G01L 9/12

Мітки: датчик, тиску

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-44108-datchik-tisku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Датчик тиску</a>

Подібні патенти