×
08.07.2018
218.016.6dcd

Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения давления разрежения. Заявленный виброчастотный датчик абсолютного давления содержит крышку со штуцером, закрывающую корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент, содержащий опорное основание, резонатор прямоугольного сечения и силопередающий шток, передающий усилие от воспринимающего элемента, и электромагнитная система возбуждения и съема колебаний, состоящая из электромагнита-возбудителя и электромагнита-адаптера и взаимодействующая с контактной колодкой с установленными в ней токовыводами, внутренний объем корпуса герметизирован, при этом ось симметрии виброчастотного элемента совпадает с осью симметрии резонатора, в осевом направлении заключенного между двумя дополнительными массами, выполненного с ними за единое целое и сопряженного с опорным основанием через упругие балочные подвесы, отделенным через акустическую развязку от секторов, обеспечивающих совмещение виброчастотного элемента относительно корпуса и воспринимающего элемента, при этом воспринимающий элемент выполнен в виде диафрагмы, установленной в корпусе при помощи прижима так, что ось вращения диафрагмы совпадает с осью симметрии резонатора, причем внутренний объем корпуса вакуумирован. Технический результат заключается в повышении точности преобразования и увеличении чувствительности при сохранении габаритных характеристик и заданного уровня надежности за счет расположения резонатора виброчастотного элемента перпендикулярно и соосно плоскости диафрагмы, выполненной в виде плоской мембраны, а также за счет введения в конструкцию виброчастотного элемента акустической развязки в виде микропазов, предназначенной для снижения потерь энергии механических колебаний резонатора в результате контакта с корпусом датчика. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения давления разрежения.

Известен частотный датчик давления [а.с. СССР №1675705, МПК5 G01L 11/00, опубликовано 07.09.1991 г.], содержащий корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент и постоянные магниты, внутренний объем корпуса герметизирован. Воспринимающий элемент выполнен в виде мембраны с установленными на ней стойками, между которыми закреплен виброчастотный элемент - измерительная струна. Введены две дополнительные стойки, между которыми закреплена дополнительная опорная струна. Место закрепления измерительной и опорной струн выполнено путем спаивания металлических струн в стекле с втулками, выполненными из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения.

Указанный частотный датчик давления обладает повышенной погрешностью преобразования за счет заделки струны в стойках при помощи стеклометаллических соединений, при которых возникает гистерезис девиации частоты выходного сигнала, что приводит к снижению точности преобразования.

Известен датчик давления с частотным выходом [п. РФ №2026540, МПК6 G01L 11/00, опубликован 09.01.1995 г.], содержащий корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент, содержащий резонатор прямоугольного сечения, и система возбуждения и съема колебаний; внутренний объем корпуса герметизирован. Воспринимающий элемент выполнен в виде плоских идентичных мембран. Резонатор жестко соединен с центрами мембран, имеющих одинаковые характеристики. Корпус мембраны и резонатор выполнены за одно целое из единой металлической заготовки.

Недостатком приведенной конструкции виброчастотного элемента является пониженная чувствительность за счет отсутствия дополнительных масс, соединенных с резонатором, в результате чего часть энергии механических колебаний резонатора передается сопрягаемым мембранам в виду их малой массы и жесткости.

Известен частотный датчик давления [а.с. СССР №666446, МПК2 G01L 1/10, G01L 11/00, опубликовано 05.06.1979 г.], содержащий крышку со штуцером, закрывающую корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент, содержащий опорное основание, резонатор прямоугольного сечения и силопередающий шток, передающий усилие от воспринимающего элемента, и электромагнитная система возбуждения и съема колебаний, состоящая из электромагнита-возбудителя и электромагнита-адаптера и взаимодействующая с контактной колодкой с установленными в ней токовыводами. С целью повышения надежности работы при измерении высоких давлений воспринимающий элемент выполнен в виде эластичной мембраны с цилиндрическим выступом в центральной ее части, обращенным в сторону камеры давления, а отношение диаметра выступа к диаметру отверстия втулки составляет D/d=1,1/1,5, где D - диаметр выступа, d - диаметр отверстия втулки. Мембрана выполнена в виде опрокинутого стакана, на дне центральной части которого сформирован выступ, предотвращающий чрезмерный прогиб мембраны и как следствие ее разрушение.

Недостатком известного устройства является снижение чувствительности к воздействующему давлению за счет выполнения мембраны в виде опрокинутого стакана, в значительной степени увеличивающее жесткость мембраны за счет образования жесткого центра. Также к снижению чувствительности ведет увеличенная жесткость подвесов резонатора за счет использования в конструкции рычагов.

Данный частотный датчик давления принимается за прототип как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение чувствительности и точности преобразования.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности преобразования и увеличении чувствительности при сохранении габаритных характеристик и заданного уровня надежности за счет расположения резонатора виброчастотного элемента перпендикулярно и соосно плоскости диафрагмы, выполненной в виде плоской мембраны, а также за счет введения в конструкцию виброчастотного элемента акустической развязки в виде микропазов, предназначенной для снижения потерь энергии механических колебаний резонатора в результате контакта с корпусом датчика.

Указанный технический результат достигается тем, что вибрационный датчик абсолютного давления содержит крышку со штуцером, закрывающую корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент, содержащий опорное основание, резонатор прямоугольного сечения и силопередающий шток, передающий усилие от воспринимающего элемента, и электромагнитная система возбуждения и съема колебаний, состоящая из электромагнита-возбудителя и электромагнита-адаптера и взаимодействующая с контактной колодкой с установленными в ней токовыводами, внутренний объем корпуса герметизирован, согласно изобретению, ось симметрии виброчастотного элемента совпадает с осью симметрии резонатора, в осевом направлении заключенного между двумя дополнительными массами, выполненного с ними за единое целое и сопряженного с опорным основанием через упругие балочные подвесы, отделенным через акустическую развязку от секторов, обеспечивающих совмещение виброчастотного элемента относительно корпуса и воспринимающего элемента, при этом воспринимающий элемент выполнен в виде диафрагмы, установленной в корпусе при помощи прижима так, что ось вращения диафрагмы совпадает с осью симметрии резонатора, причем внутренний объем корпуса вакуумирован.

Выполнение вибрационного датчика абсолютного давления в виде виброчастотного элемента, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии резонатора в осевом направлении, заключенного между двумя дополнительными массами, выполненного с ними за единое целое и сопряженного с опорным основанием через упругие балочные подвесы, отделенным через акустическую развязку от секторов, обеспечивающих совмещение виброчастотного элемента относительно корпуса и воспринимающего элемента, при этом воспринимающий элемент выполнен в виде диафрагмы, установленной в корпусе при помощи прижима так, что ось вращения диафрагмы совпадает с осью симметрии резонатора, причем внутренний объем корпуса вакуумирован, позволяет увеличить чувствительности при увеличении уровня надежности и сохранении габаритных характеристик.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения, на этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами:

на фиг. 1 представлен продольный разрез виброчастотного датчика абсолютного давления,

на фиг. 2 - конструкция виброчастотного элемента.

Виброчастотный датчик абсолютного давления содержит крышку 1 со штуцером 2, закрывающую корпус 3.

Внутри корпуса 3 расположены воспринимающий элемент 4, виброчастотный элемент 5 и электромагнитная система возбуждения и съема колебаний.

Воспринимающий элемент 4 выполнен в виде диафрагмы, установленной под крышкой 1 в корпусе 3 при помощи прижима 6. (фиг. 1)

Виброчастотный элемент 5 состоит из опорного основания 7, отделенного акустической развязкой 8 от секторов 9, обеспечивающих точное совмещение виброчастотного элемента 5 относительно корпуса 3 и воспринимающего элемента 4, резонатора 10 прямоугольного сечения и силопередающего штока 11, передающего усилие от воспринимающего элемента 4. Ось симметрии резонатора 10 совпадает с осью симметрии виброчастотного элемента 5. Резонатор 10 в осевом направлении заключен между двумя плоскопараллельными упругими подвесами 12, каждый из которых состоит из расположенной на оси симметрии подвеса 12 дополнительной массы 13 в виде недеформируемого объема и не менее двух противолежащих относительно оси симметрии виброчастотного элемента 5 балок 14, сформированных таким образом, что один конец сопряжен с опорным основанием 7, а другой - с дополнительной массой 13 (фиг. 2).

Электромагнитная система возбуждения и съема колебаний содержит электромагнит-возбудитель 15 и электромагнит-адаптер 16, установленные на кронштейне 17. Для обеспечения электрической связи электромагнитная система возбуждения и съема колебаний взаимодействует с вмонтированной в корпус 3 колодкой 18, в которой установлены токовыводы 19, электрически изолированные друг от друга и от колодки 18.

В корпусе 3 выполнен штуцер 20 для откачки газов.

Работает устройство следующим образом.

Внутренний объем датчика герметизируется при помощи штуцера 20 для откачки газов, при этом диафрагма 4 под действием атмосферного давления перемещается до посадки на корпус 3, тем самым нагружая резонатор 10. При создании давления в принимающей полости датчика, равного номинальному, диафрагма 4 отходит от корпуса 3 под действием сил упругих подвесов 12, изменяя силу нагружения резонатора 10 пропорционально величине преобразуемого давления. С изменением силы нагружения резонатора 10 происходит пропорциональное величине преобразуемого давления изменение частоты его собственных колебаний, регистрируемое электромагнитной системой. Таким образом, происходит преобразование изменения давления в девиацию частоты выходного сигнала.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для измерительной техники, а именно для устройств измерения давления разрежения;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить повышение точности преобразования.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Виброчастотный датчик абсолютного давления, содержащий крышку со штуцером, закрывающую корпус, внутри которого расположены воспринимающий элемент, виброчастотный элемент, содержащий опорное основание, резонатор прямоугольного сечения и силопередающий шток, передающий усилие от воспринимающего элемента, и электромагнитная система возбуждения и съема колебаний, состоящая из электромагнита-возбудителя и электромагнита-адаптера и взаимодействующая с контактной колодкой с установленными в ней токовыводами, внутренний объем корпуса герметизирован, отличающийся тем, что ось симметрии виброчастотного элемента совпадает с осью симметрии резонатора, в осевом направлении заключенного между двумя дополнительными массами, выполненного с ними за единое целое и сопряженного с опорным основанием через упругие балочные подвесы, отделенным через акустическую развязку от секторов, обеспечивающих совмещение виброчастотного элемента относительно корпуса и воспринимающего элемента, при этом воспринимающий элемент выполнен в виде диафрагмы, установленной в корпусе при помощи прижима так, что ось вращения диафрагмы совпадает с осью симметрии резонатора, причем внутренний объем корпуса вакуумирован.
ВИБРОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ
ВИБРОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ
ВИБРОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 682.
25.08.2017
№217.015.af67

Система автоматизированного управления пропуском транспорта

Изобретение относится к системам контроля и управления доступом и охранной сигнализации, предназначено для защиты охраняемых объектов от несанкционированного доступа транспортных средств, организации пропуска транспорта через автотранспортные контрольно-пропускные пункты (АКПП). Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610925
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.b348

Способ метания из ствольной пороховой баллистической установки

Изобретение относится к газодинамическим устройствам и касается наземных отработок новых образцов боеприпасов с использованием ствольных пороховых баллистических установок (ПБУ). Пороховой заряд размещают в зарядной камере. Вводят в установку метаемый объект и инициируют заряд. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613639
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.b46a

Квантрон твердотельного лазера с диодной накачкой

Изобретение относится к лазерной технике. Квантрон содержит активный элемент в виде стержня, источники оптической накачки, расположенные на держателях вокруг активного элемента, систему охлаждения активного элемента и источников оптической накачки, фланцы и элемент, соединяющий фланцы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614081
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b483

Квантрон с диодной накачкой

Изобретение относится к лазерной технике. Квантрон с диодной накачкой содержит размещенные в корпусе активный элемент в виде стержня, источники оптической накачки, расположенные на держателях равномерно относительно активного элемента, и систему охлаждения, которая содержит трубку, охватывающую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614079
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4b9

Твердотельный лазер с термостабилизацией диодной накачки и электрооптической модуляцией добротности и устройство его управления

Группа изобретений относится к лазерной технике. Твердотельный лазер с термостабилизацией диодной накачки и электрооптической модуляцией добротности содержит формирователь импульсов и излучатель с электрооптическим затвором, снабженным драйвером, снабжен управляющим микроконтроллером,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614084
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b583

Устройство для хранения и выдачи предметов

Изобретение относится к устройствам, используемым в охранных системах для хранения и выдачи предметов, подлежащих особой сохранности, например ключей, носителей информации, драгоценностей, и может быть использовано в охранных системах объектов с повышенными требованиями к безопасности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614198
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b72d

Способ воспламенения порохового заряда в баллистической установке и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к испытательной технике. Способ воспламенения порохового заряда включает размещение модулей порохового заряда, его воспламенение. Пороховой заряд выполняют состоящим из двух разнесенных модулей. Первый модуль устанавливают вплотную к отверстию, предназначенному для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614440
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b825

Сверхширокополосный генератор электромагнитных импульсов

Изобретение относится к технике генерации мощных сверхширокополосных (СШП) электромагнитных импульсов (ЭМИ) субнаносекундного диапазона длительностей и может быть использовано при разработке соответствующих генераторов для средств связи, радиолокации, навигации и радиоэлектронной борьбы. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614986
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc18

Способ получения сорбента на основе полимерного гидрогеля

Изобретение относится к способу получения гидрогелей, которые могут использоваться в качестве сорбентов для связывания катионов металлов, в частности в процессах утилизации жидких радиоактивных отходов. Способ получения сорбента на основе полимерного гидрогеля заключается в сшивке макромолекул...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616064
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc1b

Детонационный триод

Изобретение относится к устройствам для инициирования детонации, а именно к детонирующим логическим устройствам, предназначенным для управляемой передачи детонации и инициирования взрывных зарядов от одного или более инициаторов. Технический результат - повышение надежности и безопасности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616044
Дата охранного документа: 12.04.2017
Показаны записи 1-8 из 8.
27.04.2013
№216.012.3b3a

Датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы повышенной точности и надежности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных агрессивных сред в условиях воздействия нестационарных тепловых полей. Техническим результатом изобретения является повышение точности, повышение надежности и повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480723
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2014
№216.012.c5b8

Датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы для прецизионных измерений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений давления жидких и газообразных сред. Сущность: датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента в виде мембраны с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516375
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.05.2018
№218.016.47ff

Датчик линейных ускорений

Изобретение относится к области измерительной техники для измерений линейного ускорения. Датчик линейных ускорений содержит основание, рамочный корпус, внутри которого размещены инерционный груз, соединенный через упругий подвес с рамочным корпусом, балочный резонатор, соединенный с одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650715
Дата охранного документа: 17.04.2018
29.05.2019
№219.017.69ab

Виброчастотный микромеханический акселерометр

Изобретение относится к измерительной технике. Акселерометр содержит подложку (1) из диэлектрического материала, опорные элементы (3), неподвижно закрепленные на подложке (1), инерционную массу (2), расположенную с зазором относительно подложки (1) и связанную с опорными элементами (3) через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002442992
Дата охранного документа: 20.02.2012
29.06.2019
№219.017.a06e

Микромеханический гироскоп

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерений угловой скорости. Гироскоп содержит подложку из диэлектрического материала, опорные элементы, закрепленные на подложке с противоположных сторон, рамку, расположенную с зазором относительно подложки и связанную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400706
Дата охранного документа: 27.09.2010
22.12.2019
№219.017.f126

Частотный датчик линейных ускорений

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным элементам линейного ускорения. Сущность изобретения заключается в том, что основание частотного датчика линейных ускорений снабжено системой пружин плоскопараллельного подвеса, образованной пазами, выполненными в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709706
Дата охранного документа: 19.12.2019
10.04.2020
№220.018.140a

Способ уменьшения чувствительности виброчастотного акселерометра к боковому ускорению

Изобретение относится к области изготовления, регулировки и испытаний навигационных приборов и устройств и может быть использовано при регулировке виброчастотных акселерометров. Способ уменьшения чувствительности виброчастотного акселерометра к боковому ускорению, заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718474
Дата охранного документа: 08.04.2020
29.04.2020
№220.018.1a6a

Бесплатформенная инерциально-спутниковая система

Изобретение относится к навигационным гироскопическим приборам и может быть применено в системах инерциальной навигации. Бесплатформенная инерциально-спутниковая система содержит корпус, крышки, три гироскопа, три акселерометра и блок электроники. При этом корпус выполнен в виде кронштейна,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720184
Дата охранного документа: 27.04.2020
+ добавить свой РИД