CN2203450Y

CN2203450Y - 测量大静压下压力微小变化的装置

Info

Publication number: CN2203450Y
Application number: CN 94207318
Authority: CN
Inventors: 陈效肯
Original assignee: Institute of Intelligent Machines of CAS
Current assignee: Institute of Intelligent Machines of CAS
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2004-03-17

Abstract

本实用新型涉及流体压力测量装置。

本实用新型的结构是在差压传感器的二端并接一个声终端阻抗器，该差压传感器的一端接内有介质的管道，并与被测压力源联接；差压传感器的另一端接一段内有介质的管道，并再接一内有延迟介质的延迟介质容器，最后接被测压力源。

本实用新型可以方便，准确地测出大静压下压力的微小变化，而且本装置结构简单，易操作，易维护，且价格低，可广泛应用于水下测量水面高度变化，测量管道中的压力变化等。

Description

本实用新型涉及液体压力测量装置。

目前，测量压力微小变化的方法大体有两种：一是采用满标度稍高于静压的高分辨率压力传感器；二是利用耐大静压的声压传感器。

用第一种方法在大静压下测量压力微小变化，由于有大静压存在，因此对于压力变化的测量分辨率变差了。变差的程度为最大静压与最大压力变化值之比。这样，使用一般的压力传感器的分辨率就不能满足。例如，在1MPa静压下测量100Pa的压力变动范围，而对压力变动的分辨率又要求为1Pa，则要求该压力传感器的分辨率为1×10^－6FS，这是一般压力传感器所不能及的，即使使用价格高，分辨率亦高的压力传感器，其它电路也可能达不到要求或价格极高。原因是实际利用到的分辨能力只是该传感器分辨能力乘以压力变动范围与静压之比，也就是可供使用的信噪比缩小了很多，因此，第一种方法不实用。

第二种方法用声压传感器，也能在高静压下测量到压力变化值，但由于它的超低频响应差，对缓慢变化响应不好，从而限制了使用范围。

本实用新型的目的在于，提供一种测量简便，且对压力变化具有高分辨率，对缓慢变化可响应，易于制作，易于维护，成本低，实用性强的可测量大静压下压力微小变化的装置。

本实用新型是用差压传感器加时间延迟去除静压的方法，压力源直接连接到一个差压传感器的一端，同时又通过延迟介质延迟一段时间后加到这个差压传感器的另一端。这样，静压值由于差压传感器两端静压相同而无输出，所以差压传感器的输出只响应于压力变动，此时就可以充分利用传感器的分辨能力，使传感器只对压力变动范围敏感。

下面结合附图，对本实用新型说明之。

附图1是本实用新型的结构图，图中：

1——差压传感器，2、3、4——管道，5——延迟介质容器，6——介质，7——延迟介质，8——声终端阻抗器，9——传感器输出端。

本实用新型中的差压传感器1的一端由一短管2及入口管道4直接与被测压力源联结，另一端则通过管道3，延迟介质容器5及管道4与被测压力源联结。差压传感器1的两端并接一个声终端阻抗器8。

管道2、3、4内充有气体或液体介质6，气体介质可以是空气或任何种单一或多种气体的混合，液体介质可以是硅油、变压器油或其它油类等。延迟介质容器5内的延迟介质7是能对声波产生时间延迟的气体，液体或多孔固体。声终端阻抗器8是为了匹配声阻抗以防止压力波的不必要反射用的，由充填有纤维束的管道构成。

本实用新型工作时，被测压力P_（t）通过两个通道加在差压传感器的两端，压力在其中一个通道4、2传播时，延迟时间τ₁的值很小，而在另一个通道4、5、3传播时，由于通过了延迟介质7，延迟时间τ₂的值较大，差压传感器1的输出对应于这两个通道传播来的压力波的差P_d。由于压力的不随时间变化的部份在差压传感器两端是相同的，所以没有电信号输出，压力的随时间变化部分由于两通道的时间延迟不同，在差压传感器两端的瞬时压力也不同，产生了差压，有电信号输出，所以输出信号K·P_d反映了压力的变化。

自通道4、2传来的压力波为P₁（t）＝P（t－ι₁）

自通道4、5、3传来的压力波为P₂（t）＝P（t－ι₂）

差压传感器两端差压P_d＝P₂－P₁＝P（t－ι₂）－P（t－ι₁）

将两通道的延迟时间差ι₂－ι₁配置成时间间隔△t，则压力变化值为

△P／△t＝P_d／（ι₂－ι₁）＝K·P_d

即差压传感器上的差压P_d正比于压力变化值，所以差压传感器的输出即正比于压力变化值。

本实用新型的优点在于，所使用的差压传感器，只需测量压力变化部分，因此，对差压传感器的要求可以降低。其满度值可以不考虑静压而只由最大压力变化值来决定，分辨率只要求相等于拟测压力变化的分辨率，所以就大大降低了成本，并且易于维护。总之，本实用新型结构只需用普通的差压传感器就能在大静压下测量小的压力变化。

本实用新型可广泛应用于：水下测量水面高度变化；测量高压管道中的压力变化；其他需要在大静压下测量小的压力变化处；如果利用膜片、膜盒等器件将力转换成压力后还可以测得力的变化值，用于机器人控制等处。

实施例：

1.差压传感器1的一端由一短的管道2及入口管道4直接与被测压力源联结，其另一端则通过管道3延迟介质容器5及管道4与被测压力源联结，管道2、3、4内充有硅油，延迟介质容器5内充有硅油，差压传感器1的两端还接有一个声终端阻抗器8，阻抗器8内充有直径为2微米的纤维束。

2.差压传感器1的一端由一短的管道2及入口管道4直接与被测压力源联结，其另一端则通过管道3，延迟介质容器5及管道4与被测压力源联结，管道2、3、4内充有空气，延迟介质容器5内充有空气，差压传感器1的两端还接有一个声终端阻抗器8，阻抗器8内充有直径为2微米的纤维束。

Claims

1、一种测量大静压下压力微小变化的装置，其特征在于差压传感器1的一端接一内有介质6的短管和入口管道4，管道4与被测压力源联接；差压传感器1的另一端接内装有介质6的管道3，管道3接内装延迟介质7的延迟介质容器5和装有介质6的管道4，管道4与被测压力源联接；差压传感器1的两端并接一个声终端阻抗器8。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于管道2、3、4里的介质可以是气体介质。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于管道2、3、4里的介质可以是液体介质。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于延迟介质容器5内的延迟介质可以是气体。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于延迟介质容器5内的延迟介质可以是液体。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于延迟介质容器5内的延迟介质可以是多孔固体。

7、如权利要求1所述的装置，其特征在于声终端阻抗器8内填有纤维束。