SU1283560A1 - Differential pressure gauge for gases - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет уменьшить погрешность и упростить контроль характеристик манометра. Устройство содержит две измерительные камеры 5 и 6, присоедин емые к сосуду 1 через герметичные в лые мембраны 7 и 8. Измер ема  разность давлений подводитс  в камеры 5 и 6 через штуцеры 11 и 12. В лые мембраны 7 работают как повторители колебаний мембраны 2, создава  в камерах определенные величины пульсаций давлени , воспринимаемые датчиками 13 и 14 йульсаций. Сигнал,на выходе вычитающего устройства 15 пропорционален давлению. При коррекции мультипликативной погрешности электромагнит 17 отключаетс  и ферромагнитный эталонный груз 18 падает на в лую мембрану 8, что вызывает изменение выходного сигнала устройства 15. 1 ил. Ш слThe invention relates to a measurement technique and reduces the error and simplifies the monitoring of the characteristics of a pressure gauge. The device contains two measuring chambers 5 and 6 that are connected to vessel 1 through hermetically sealed membranes 7 and 8. The measured pressure difference is supplied to chambers 5 and 6 through fittings 11 and 12. In the left diaphragms 7, they act as repeaters of membrane oscillations 2, creating in the chambers certain values of pressure pulsations perceived by sensors 13 and 14 pulses. The signal at the output of the subtractor 15 is proportional to the pressure. When the multiplicative error is corrected, the electromagnet 17 is turned off and the ferromagnetic reference weight 18 falls on the left diaphragm 8, which causes a change in the output signal of the device 15. 1 sludge. Sh sl

Description

/У/мг/ Y / mg

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испОльзовано дл  измерени  малых перепадов давлени  газов и дистанционной передачи результата измерени  в виде зла трического сигнала.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure small pressure drops of gases and remotely transmit the measurement result in the form of an evil signal.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение погрешности и упрощение контрол  характеристик манометра.The aim of the invention is to reduce the error and simplify the monitoring of the characteristics of the pressure gauge.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит сосуд 1, разделенный мембраной 2 на две части, привод 3, генератор периодических колебаний 4, измерительную камеру 5, дополнительную измерительную камеру 6, присоедин емые к сосуду 1 через герметичные в лые мембраны 7 и 8.The device comprises a vessel 1, divided by membrane 2 into two parts, an actuator 3, a periodic oscillation generator 4, a measuring chamber 5, an additional measuring chamber 6 connected to the vessel 1 through hermetic membranes 7 and 8.

Измер ема  разность давлений подключаетс  к измерительным камерам 5 и 6 через входы 9 и 10 и акустические фильтры нижних частот 11 и 12. Датчики 13 и 14 пульсаций давлени  подключены к вычитающему устройству 15, на выходе которого формируетс  сигнал УВЬ,, k йР . Акустический фильтр 16 нижних частот выра нивает статическое давление по обе стороны упругой мембраны 2. Над в лой мембраной 8 дополнительной камеры 6 размещен электромагнит 17 с эталонным ферромагнитным грузом 18 таким образом, что когда груз прит нут электромагнитом, в ла  мембрана 8 груза 18 не касаетс .The measured pressure difference is connected to the measuring chambers 5 and 6 through inputs 9 and 10 and acoustic low-pass filters 11 and 12. The pressure pulsation sensors 13 and 14 are connected to a subtractor 15, at the output of which the signal UVB ,, k РР is generated. The acoustic filter 16 of the lower frequencies generates a static pressure on both sides of the elastic membrane 2. Above the lower membrane 8 of the additional chamber 6 an electromagnet 17 is placed with a reference ferromagnetic weight 18 in such a way that when the load is pulled by an electromagnet, the La 8 does not touch .

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Колебани  упругой мембраны 2 че- д рез привод 3 задаютс  генератором периодических колебаний 4. При равенстве статических давлений в ка мерах 1,5 и 6 в лые герметичные мембраны 7 и 8 работают как повторители 5 колебаний мембраны 2 и создают в камерах 5 и 6 равные величины пульг- саций давлени , которые воспринимаютс  датчиками 13 и 14 пульсаций, таким образом, что на выходе вычитаю- д щего устройства 15 сигнал 11, оказываетс  равным нулю. При наличии дифференциального давлени  ьР выходной сигнал Uajix k Ь РХ оказьюаетс The oscillations of the elastic membrane 2 through the cutout drive 3 are set by the periodic oscillation generator 4. With the static pressures in chambers 1.5 and 6 being equal, the sealed membranes 7 and 8 work as repeaters 5 of the membrane oscillations 2 and create equal chambers 5 and 6 the values of the pulsations of pressure, which are sensed by the pulsation sensors 13 and 14, so that at the output of the subtractor 15 the signal 11 is zero. In the presence of a differential pressure P, the output signal Uajix k B PX is

со стороны мембраны 8 на груз 18;from the side of the membrane 8 to the load 18;

U, Х - соответственно частота и амплитуда колебаний мембраны 8.U, X, respectively, the frequency and amplitude of oscillation of the membrane 8.

Таким образом, F эквивалентно g оэ Х. Частота со колебаний в лой мембраны 8 определ етс  частотой колебаний упругой мембраны 2, так что дл  максимального значени  Х.Thus, F is equivalent to g oe X. The frequency from oscillations in the left membrane 8 is determined by the oscillation frequency of the elastic membrane 2, so that for the maximum value of X.

(п(P

амплитуды колебаний в лой мембраны генератором 4 можно назначить такую частоту о ее колебаний, чтобы условие и X : g было выполнено. После корректировки мультипликативной попропорциональным давлению ЛР, В про- гг грешности измерени  дифференциально- цессе эксплуатации дифференциального го манометра обмотка электромагнита манометра возможно возникновение муль- вновь подключаетс  к источнику пита- типликативной погрешности измерени  ни  и груз 18 возвращаетс  в исход- от изменени  k.ное состо ние.the amplitudes of oscillations in the left membrane, the generator 4, you can assign such a frequency of its oscillations, so that the condition and X: g is fulfilled. After adjusting the multiplicative proportional pressure of the Republic of Latvia, In the case of measurement errors of the differential operation of the differential pressure gauge, the winding of the electromagnet of the pressure gauge may be multiplied again to the power source and the measurement error of the load 18 and returns to the outcome of the change in k. the

Коррекци  мультипликативной погрешности из трени  осуществл етс  следующим образом. Электромагнит отключаетс  от источника питани . При этом груз под действием сиды т жести F m g, где m - масса груза 18; g - ускорение силы т жести, падает на в лую герметичную мембрану 8, что эквивалентно некоторому эталонному из Ш The multiplicative error correction from friction is implemented as follows. The electromagnet is disconnected from the power source. At the same time, the load is under the action of a seated body of F m g, where m is the mass of the load 18; g is the acceleration of the force of gravity; it falls on the tight sealed membrane 8, which is equivalent to some reference from Ш

менению давлени  &Р q Pressure & P q

площадь мембраны, а следовательно, и изменению выходного сигнала U - k( ). Разр дность двух выходных напр жений равнаthe area of the membrane, and hence the change in the output signal U - k (). The width of two output voltages is

P,тP, t

TI - и Vr вых 6Ь1Х TI - and Vr out 6L1X

откудаfrom where

k {и«.,. -и,,., ).k {and ".,. -and ,,.,).

быкbull

выхout

т-иt-and

2525

В процессе коррекции мультипликативной погрешности измерени  при помощи последней расчетной формулы необходимо , чтобы сила т жести F превосходила по величине инерционную силу:In the process of correcting the multiplicative measurement error using the last calculation formula, it is necessary that the gravity force F exceeds the inertial force:

т«нерц t "nerz

ин. Макс де F, in Max de f,

d dtd dt

cot m-coX. cosot cot m-coX. cosot

COSQt .COSQt.

ИН MakeIN Make

- m-03 X - максимальное- m-03 X - maximum

значение инерционной силы,value of inertial force

действующейacting

со стороны мембраны 8 на груз 18;from the side of the membrane 8 to the load 18;

U, Х - соответственно частота и амплитуда колебаний мембраны 8.U, X, respectively, the frequency and amplitude of oscillation of the membrane 8.

Таким образом, F эквивалентно g оэ Х. Частота со колебаний в лой мембраны 8 определ етс  частотой колебаний упругой мембраны 2, так что дл  максимального значени  Х.Thus, F is equivalent to g oe X. The frequency from oscillations in the left membrane 8 is determined by the oscillation frequency of the elastic membrane 2, so that for the maximum value of X.

(п(P

амплитуды колебаний в лой мембраны генератором 4 можно назначить такую частоту о ее колебаний, чтобы условие и X : g было выполнено. После корректировки мультипликативной поthe amplitudes of oscillations in the left membrane, the generator 4, you can assign such a frequency of its oscillations, so that the condition and X: g is fulfilled. After adjusting the multiplicative

Включение измерительных камер 5 и 6 по дифференциальной схеме позвол ет уменьшить воздействие внешних акустических помех на датчики 13 и 14 пульсаций давлени  - скомпенсиро вать аддитивную составл ющую погрешности измерени . Кроме того, расположение обеих измерительных камер по одну сторону упругой мембраны защищает ее от агрессивных включений в газе подключаемого к входам 9 и 10 дифманометра, что расшир ет область применени  манометра. Акустические фильтры 11 и 12 преп тствуют проникновению пульсаций давлени  во входные цепи 9 и 10 дифманометра. Акустический фильтр 16 выравнивает статическое давление по обе стороны герметичной мембраны 2 и обеспечивает ее симметричную работу.The inclusion of measuring chambers 5 and 6 according to the differential scheme makes it possible to reduce the effect of external acoustic noise on the pressure pulsation sensors 13 and 14 — to compensate for the additive component of the measurement error. In addition, the location of both measuring chambers on one side of the elastic membrane protects it from aggressive inclusions in the gas of the differential pressure gauge connected to inlets 9 and 10, which expands the scope of application of the pressure gauge. Acoustic filters 11 and 12 prevent the penetration of pressure pulsations into the input circuits 9 and 10 of the differential pressure gauge. The acoustic filter 16 equalizes the static pressure on both sides of the sealed membrane 2 and ensures its symmetrical operation.

Предлагаемое устройство позвол ет измер ть малые перепады давлени  с высокой чувствительностью и точ- ностью, дает возможность осуществл ть его метрологическую поверку без отключени  от измер емой величины, просто в осуществлении, имеет повышенную надежность за счет коррекции мультипликативных и компенсации аддитивных составл ющих погрешностей измерени , а также за счет исключеThe proposed device allows to measure small pressure drops with high sensitivity and accuracy, makes it possible to carry out its metrological verification without disconnecting from the measured value, simply in implementation, has increased reliability due to the correction of multiplicative components and compensation and also due to exclude

- 5 12835604- 5 12835604

НИН системы стабилизации пульсаций давлени  и защиты упругой мембраны от вли ни  агрессивных включений в источнике измер емого сигнала.The NIN systems for stabilizing the pressure pulsations and protecting the elastic membrane against the effects of aggressive inclusions at the source of the measured signal.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Дифференциальный манометр дл  газов , содержащий корпус с трем  камерами , причем перва  камера отделена от второй упругой ембраной, а втора  от третьей - в лой мембраной, при этом упруга  мембрана подсоединена к генератору колебаний, а в третьей касмере установлены датчик пульсаций давлени  и подвод щий штуцер, о т- личающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности и упрощени  контрол  характеристик манометра, он снабжен электромагнитом с ферромагнитным эталонным грузом, вычитающим устройством и дополнительной камерой, отделенной от второй камеры в лой мембраной, с установленными в ней вторым датчиком пульсации давлени  и вторым йтуцером, причем в ла  мембрана дополнительной камеры размещена горизонтально н над ней размещен электромагнит с грузом, а датчики пульсаций давлени  подключены к вычитающему устройству.A differential pressure gauge for gases, comprising a housing with three chambers, the first chamber being separated from the second elastic membrane, and the second from the third in the left membrane, while the elastic membrane is connected to the oscillation generator, and the third pulser has a pressure pulsation sensor and a supply nipple , which is characterized by the fact that, in order to reduce the error and simplify the monitoring of the characteristics of the manometer, it is equipped with an electromagnet with a ferromagnetic reference weight, subtractive device and an additional camera separated by There is a second chamber in the left diaphragm, with a second pressure pulsation sensor installed in it and a second pressure sensor, with an additional chamber placed horizontally and an electromagnet with a load placed in it, and pressure pulsation sensors connected to a subtractor.