×
22.09.2018
218.016.8959

Датчик герметичности

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002667332
Дата охранного документа
18.09.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности и может быть применено для контроля герметичности объемов, используемых при космических исследованиях. Сущность: датчик содержит расположенные в контролируемом объеме чувствительный элемент (1), источник (4) тока, токоизмерительный резистор (5), источник напряжения (6), фиксирующее устройство (7) и индикатор (8). Чувствительный элемент (1) выполнен в виде двух металлических электродов (2, 3). Технический результат: упрощение конструкции, уменьшение габаритов устройства, уменьшение потребляемой электрической мощности. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к индикации герметичности объемов, используемых при космических исследованиях.

Известен манометрический течеискатель, содержащий датчик давления, установленный в контролируемом объеме, и подключенный к выходу датчика давления индикатор, регистрирующий показания датчика. При изменении давления показания индикатора так же изменяются, что свидетельствует о нарушении герметичности контролируемого объема (см. Шешин Е.П. Основы вакуумной техники: Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2001 г., стр. 124-125).

Недостатком данного устройства является сложность и громоздкость конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является ионизационный вакуумметр магнетронного типа, содержащий цилиндрический анод, на оси которого установлен нитевидный катод, подключенный к токоизмерительному резистору, и два постоянных магнита, создающих вдоль оси анода сильное магнитное поле. На анод подается высокое напряжение (около 2,5 кВ). В результате взаимодействия скрещенных электрического и магнитного полей возникает тлеющий разряд. Величина тока разряда, регистрируемого на токоизмерительном резисторе, линейно изменяется в широком диапазоне давлений (от 1⋅10-2 до 1⋅10-6 мм рт.ст.). (Вакуумметр электроразрядный магнитный ВМБ-1/8-001, 3.476.008 ТУ).

Недостатком данного устройства является сложность, громоздкость конструкции и большая потребляемая мощность.

Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении конструкции, уменьшении габаритов устройства и уменьшении потребляемой электрической мощности.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в датчик герметичности, содержащий расположенный в контролируемом объеме чувствительный элемент, токоизмерительный резистор и индикатор, введены источник тока и фиксирующее устройство, вход которого подключен параллельно токоизмерительному резистору, выход фиксирующего устройства подключен к индикатору. Чувствительный элемент выполнен в виде двух металлических электродов, имеющих форму стержней, расстояние d между концами которых установлено d=Eмин/Uп, где, Eмин - минимальная пробивная напряженность электрического поля при давлении газа Р=0,3…1,0 мм рт.ст., Uп напряжение питания источника постоянного тока, причем чувствительный элемент подключен к выходу источника тока через токоизмерительный резистор.

На фиг. 1 приведена функциональная схема датчика герметичности, на фиг. 2 приведена зависимость пробивной напряженности электрического поля Eп от давления воздуха Р, характеризующая закон Пашена (см. Физический энциклопедический словарь. - М: Советская энциклопедия. Главный редактор А.М. Прохоров. 1983).

Датчик герметичности содержит чувствительный элемент 1, состоящий из двух металлических электродов 2 и 3, торцы которых установлены на расстоянии d=Eмин/Uп, где, Eмин - минимальная пробивная напряженность электрического поля при давлении газа Р=0,3…1,0 мм рт.ст, Uп - напряжение питания генератора тока. Противоположные концы металлических электродов 2 и 3 подключены соответственно к выходу источника тока 4 и к первому выводу токоизмерительного резистора 5. Вход источника тока 4 подключен к первому выводу источника напряжения 6, второй вывод которого подключен ко второму выводу токоизмерительного резистора 5. Вход фиксирующего устройства 7 подключен параллельно токоизмерительному резистору 5. Индикатор 8 подключен к выходу фиксирующего устройства 7. Фиксирующее устройство может быть выполнено в виде RS-триггера.

Устройство работает следующим образом. Датчик герметичности устанавливается во внутренней полости изделия, где необходимо контролировать герметичность. При включении источника напряжения 6, на электроды 2 и 3 чувствительного элемента 1, через источник тока 4 и токоизмерительный резистор 5 подается напряжение питания Uп, которое создает напряженность электрического поля Eмин в зазоре d чувствительного элемента 1. При нормальном давлении газа в соответствии с законом Пашена напряженность электрического поля, при которой происходит электрический разряд в межэлектродном зазоре датчика, должна примерно в 100 раз превышать Eмин, поэтому электрический разряд между электродами 1 и 2 чувствительного элемента 1 при Uп не происходит (см. фиг. 2). Поэтому между электродами 2 и 3 ток не течет, падение напряжения на токоизмерительном резисторе 5, выходе фиксирующего устройства 7 и индикаторе 8 равно нулю, что говорит о герметичности изделия. При нарушении герметичности корпуса изделия, находящегося в вакууме (например, в космосе), из него начинает вытекать воздух (или газ), давление в корпусе изделия падает и при снижении давления до уровня 0,3…1,0 мм рт.ст., в соответствии с законом Пашена, происходит уменьшение пробивной напряженности электрического поля до уровня Eмин=Uп/d. Между электродами 2 и 3 чувствительного элемента 1 происходит электрический разряд (см. фиг. 2). Величина тока разряда ограничивается источником тока 4 на уровне 1…5 мА, который создает падение напряжения на токоизмерительном резисторе 5, приводящее к срабатыванию фиксирующего устройства 7. Состояние фиксирующего устройства 7 изменяется (логический выход RS-триггера изменяется, с 0 на 1), что и фиксируется индикатором 8.

Если корпус изделия предварительно откачен до глубокого вакуума (до 10-5…10-7 мм рт.ст.), то в соответствии с законом Пашена напряженность электрического поля, при которой происходит электрический разряд в межэлектродном зазоре датчика, должна примерно в 10 раз превышать Eмин, поэтому электрический разряд между электродами 2 и 3 чувствительного элемента 1 при Uп не происходит. Поэтому между электродами 2 и 3 ток не течет, падение напряжения на токоизмерительном резисторе 5, фиксирующего устройства (выходе RS-триггера) 7 и индикаторе 8 равно нулю, что говорит о герметичности изделия. При нарушении герметичности корпуса изделия, находящегося в обычных условиях (при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт.ст.), в него начинает втекать воздух, давление в корпусе изделия увеличивается и при достижении давления 0,3…1,0 мм рт.ст., в соответствии с законом Пашена, происходит уменьшение пробивной напряженности электрического поля до уровня Eмин=Uп/d. Между электродами 2 и 3 чувствительного элемента 1 возникает электрический разряд, который приводит к срабатыванию фиксирующего устройства 7 и отображается на индикаторе 8.

Известно, что при атмосферном давлении Р=760 мм рт.ст. для сухого воздуха напряженность электрического поля Eпр, при которой происходит пробой, равна 2 кВ/мм (см. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М.: Прохоров. 1983). Поэтому при снижении давления до 0,3…1,0 мм рт.ст. напряженность электрического поля, при которой происходит пробой, уменьшится примерно до 20...30 В/мм.

Бортовая аппаратура питается от аккумуляторов с рабочим напряжением 27 В. Нетрудно подсчитать, что при расстоянии d=0,1…1,0 мм между электродами 2 и 3 чувствительного элемента 1 и напряжении питания 10…30 В, возникает электрический разряд, который фиксируется на индикаторе 8.

Конструктивно электроды 2 и 3 чувствительного элемента 1 выполнены на плате из фольгированного стеклотекстолита печатным способом. Источник тока 4, токоизмерительный резистор 5 и RS-триггер 7 датчика герметичности выполнены на элементах, пригодных для поверхностного монтажа, что обеспечивает компактность и экономичность датчика герметичности. Вес предложенного датчика не превышает 2г, а габариты - составляют порядка 1 см2. Это позволяет встраивать датчик в аппаратуру при отработке ее работоспособности как на земле, так и в космосе.

Датчик герметичности, содержащий расположенные в контролируемом объеме чувствительный элемент, токоизмерительный резистор и индикатор, отличающийся тем, что в него введены источник тока и фиксирующее устройство, вход которого подключен параллельно токоизмерительному резистору, выход фиксирующего устройства подключен к индикатору, при этом чувствительный элемент выполнен в виде двух металлических электродов, имеющих форму стержней, расстояние d между концами которых установлено d=Uп/Емин, где Емин - минимальная пробивная напряженность электрического поля при давлении газа Р=0,3…1,0 мм рт.ст., Uп - напряжение питания источника постоянного тока, причем чувствительный элемент подключен к выходу источника тока через токоизмерительный резистор.
Датчик герметичности
Датчик герметичности
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 11 items.
09.06.2018
№218.016.5ba3

Антенна вертикальной поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к антеннам вертикальной поляризации, предназначенным для радиосвязи вдоль поверхности земли.Технический результат состоит в увеличении коэффициента усиления в направлении горизонта, расширении рабочего диапазона, увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655638
Дата охранного документа: 29.05.2018
09.08.2018
№218.016.7a66

Симметричный вибратор

Изобретение относится к области антенно-фидерной техники. Симметричный вибратор состоит из трех частей, разделенных двумя зазорами. К частям вибратора по коаксиальным кабелям подведены противофазные высокочастотные напряжения равной величины. При этом участки вибратора равной величины выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663548
Дата охранного документа: 07.08.2018
07.09.2018
№218.016.83ab

Высокотемпературный герметичный термопреобразователь

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры высокотемпературных процессов в газодинамике в условиях воздействия высоких давлений и газодинамического напора. Предложен герметичный термопреобразователь, включающий металлический корпус, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666193
Дата охранного документа: 06.09.2018
21.11.2018
№218.016.9f75

Детектор вихрей

Изобретение относится к технике измерения расхода и количества текучих сред, а конкретно к вихревым расходомерам, и предназначено для использования в случаях, когда при эксплуатации преобразователь расхода подвергается значительным механическим перегрузкам, например, при его расположении на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672819
Дата охранного документа: 19.11.2018
26.02.2019
№219.016.c7ec

Датчик вакуума

Использование: для контроля герметичности космических аппаратов. Сущность изобретения заключается в том, что датчик вакуума содержит корпус, коаксиальный цилиндрический анод, дисковые катоды, соединенные центральным стержнем, и магнитную систему, составленную из двух дисковых постоянных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680672
Дата охранного документа: 25.02.2019
08.03.2019
№219.016.d34b

Чувствительный элемент вихревого расходомера

Изобретение относится к вихревым расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидкостей и газов. Чувствительный элемент вихревого расходомера включает герметичный вакуумированный корпус, круглую упругую мембрану с утолщенной периферической частью, прикрепленные к противоположным сторонам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681225
Дата охранного документа: 05.03.2019
13.06.2019
№219.017.80f2

Двухполяризационная антенна

Изобретение относится к радиотехнике, более конкретно к области антенной техники, и может быть использовано как однонаправленная относительно малогабаритная резонансная или широкополосная антенна, в том числе как элемент антенной решетки. Двухполяризационная антенна содержит плоский...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691121
Дата охранного документа: 11.06.2019
06.07.2019
№219.017.a6cb

Вихретоковый измеритель

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вращения движущихся металлических частей. Сущность изобретения заключается в том, что вихретоковый измеритель скорости и направления вращения дополнительно содержит обмотку, которая подключена через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693740
Дата охранного документа: 04.07.2019
02.10.2019
№219.017.cefc

Датчик теплового потока

Изобретение относится к технике измерения тепловых потоков и может быть использовано для длительного измерения локальных тепловых потоков с высокой мощностью и широким динамическим диапазоном, которые воздействуют на конструктивные элементы при проведении газодинамических испытаний. Заявлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700726
Дата охранного документа: 19.09.2019
02.10.2019
№219.017.cf33

Устройство для измерения температуры поверхности газохода

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов на поверхностях различных газоходов. Устройство представляет металлический блок, выполненный в виде соединенного с корпусом цилиндра с продольным осевым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700727
Дата охранного документа: 19.09.2019
Showing 1-10 of 17 items.
10.05.2013
№216.012.3e7b

Ионизационный вакуумметр

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к ионизационным вакуумметрам, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума. Заявленный ионизационный вакуумметр содержит магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481562
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.10.2013
№216.012.7ac3

Ионизационный вакуумметр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ионизационным вакуумметрам, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума. Техническим результатом является повышение безопасности работы с вакуумметром посредством гальванической развязки цепи индикатора и цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497089
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.10.2014
№216.012.feb6

Устройство контроля аккумуляторной батареи

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к контролю выходного напряжения и сопротивления изоляции аккумуляторных батарей. Устройство контроля аккумуляторной батареи содержит аккумуляторную батарею, преобразователь постоянного напряжения, выполненный по схеме автогенератора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531062
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.08.2015
№216.013.73dc

Датчик вакуума

Изобретение относится к области измерительной и космической техники и может быть использовано для контроля герметичности космических аппаратов. Техническим результатом изобретения является увеличение электрической прочности и вибростойкости конструкции датчика вакуума. Датчик вакуума содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561235
Дата охранного документа: 27.08.2015
13.01.2017
№217.015.7efe

Вихретоковый имитатор перемещений

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для проверки и настройки вихретоковых дифференциальных датчиков перемещения. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет обеспечения имитации механического смещения контролируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601266
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.9bd2

Способ бесконтактного измерения поверхностного тока и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению поверхностных токов на цилиндрических и других сложных по форме поверхностях из немагнитных проводящих материалов. Технический результат - повышение уровня полезного сигнала, снимаемого с элемента Холла, и увеличение площади...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610223
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.a199

Измеритель перемещений

Изобретение относится к измерительной технике и, может быть использовано для контроля положения движущихся металлических частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях. Технический результат заключается в расширении функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606936
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a20b

Измеритель напряженности электростатического поля

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности электростатических полей различных заряженных материалов и изделий. Технический результат заключается в увеличении чувствительности измерителя посредством увеличения его помехозащищенности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606927
Дата охранного документа: 10.01.2017
26.08.2017
№217.015.ddf0

Измеритель линейных перемещений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения движущихся металлических частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях. Измеритель линейных перемещений содержит дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624844
Дата охранного документа: 07.07.2017
13.02.2018
№218.016.224c

Измеритель перемещений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения движущихся металлических частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях. Измеритель перемещений содержит вихретоковый датчик, обмотка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642148
Дата охранного документа: 24.01.2018
+ добавить свой РИД