×
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 381-390 из 682.
04.04.2019
№219.016.fb1a

Способ температурно-механических испытаний

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Способ включает нагрев воздушного потока до заданной температуры, подачу его во внутреннюю полость объекта испытаний (ОИ) с заданным уровнем избыточного давления, разогрев ОИ до заданной температуры, воздействие вибрационных нагрузок на ОИ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683881
Дата охранного документа: 02.04.2019
04.04.2019
№219.016.fb3d

Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на подложках из нержавеющей стали

Использование: для изготовления светопоглощающих элементов оптико-электронных приборов и оптических систем. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на подложках из нержавеющей стали включает предварительную подготовку подложек...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683883
Дата охранного документа: 02.04.2019
05.04.2019
№219.016.fd3d

Способ сварки горловины с тонкостенной оболочкой

Способ предназначен для автоматической лазерной двусторонней сварки горловины с тонкостенной оболочкой. Горловину выполняют с внешним и внутренним буртами. Контактирующие поверхности оболочки и горловины промывают в бензине, в этиловом спирте. Устанавливают горловину в отверстие оболочки до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684010
Дата охранного документа: 03.04.2019
05.04.2019
№219.016.fd52

Способ охлаждения выходного окна ускорителя электронов

Изобретение относится к способу охлаждения выпускных окон электронных ускорителей непрерывного действия и может быть применено при создании ускорителей с выводом в атмосферу пучков ускоренных электронов различной мощности. Принцип охлаждения выбирают в зависимости от режима работы ускорителя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683959
Дата охранного документа: 03.04.2019
05.04.2019
№219.016.fd64

Отпаянная камера для генератора высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом

Изобретение относится к области высокочастотной техники и может быть использовано при создании генераторов высокочастотного (ВЧ) излучения. Отпаянная камера для генератора высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом содержит газоразрядную камеру и вспомогательную камеру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683962
Дата охранного документа: 03.04.2019
06.04.2019
№219.016.fdb8

Способ нарезания конических зубчатых колес для роторного двигателя

Изобретение относится к станкостроению, а именно к способу нарезания конических колес. Способ включает настройку относительно друг друга червячной фрезы 2 конической формы и нарезаемого колеса 1, которые устанавливают относительно друг друга соприкасающимися поверхностями предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684141
Дата охранного документа: 04.04.2019
06.04.2019
№219.016.fe14

Пьезоэлектрический датчик

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения параметров ударных и вибрационных ускорений. Сущность изобретения заключается в том, что пьезоэлектрический датчик содержит корпус, опору, при этом в месте закрепления опоры формируется механический фильтр из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684139
Дата охранного документа: 04.04.2019
08.04.2019
№219.016.fea4

Способ и система инициирования зарядов

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в технических средствах инициирования, в частности в бортовой аппаратуре, для обеспечения безопасности функционирования систем автоматики в условиях воздействия электромагнитного излучения различной природы. В систему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684259
Дата охранного документа: 04.04.2019
10.04.2019
№219.017.05fa

Устройство защиты

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам защиты объектов от действия вибрационных и ударных нагрузок. Устройство содержит упругие элементы, расположенный между ними опорный элемент с отверстием, демпфирующую втулку, установленную в отверстии опорного элемента, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410583
Дата охранного документа: 27.01.2011
10.04.2019
№219.017.06ef

Способ обнаружения объектов под водой

Способ заключается в том, что регистрируют непосредственно в водной среде стереоскопические изображения контролируемого подводного пространства, при этом осуществляют подсветку контролируемого пространства и анализируют полученные последовательные изображения. При реализации способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002424542
Дата охранного документа: 20.07.2011
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