Преобразователи на основе тензометрии

Преобразователи на основе тензометрии

Преобразователи на основе тензометрии

Измерительные преобразователи разности давлений серий «Сапфир», «Метран», как и измерители избыточного давления этих серий, наиболее широко внедрены на предприятиях нашей страны. Приборы этих серий можно отнести к тензометрическим по принципу генерации электрического сигнала только частично. В одних моделях, как это описано ниже, измеряемое давление через разделительную мембрану передается на сенсор, в других — мембрана или мембранная коробка служит первичным преобразователем давления в силу, через деформирующие рычаги действующую на площадку сенсора.

В приборах серии «Сапфир-22ДД» моделей 2410, 2420, 2430 (см рисунок, А) подвод сред «плюсового» и «минусового» давлений производится через подводящие штуцеры 1 соответственно в «плюсовую» и «минусовую» камеры 2 и 5. Металлические гофрированные мембраны 4, приваренные по периметру к корпусу 5, образуют с ним герметичные сообщающиеся сосуды, которые заполняются кремнийорганической жидкостью. Жесткие центры мембран соединены штоком б, на котором установлен рычаг 7. Другой конец рычага скреплен с нижней плоскостью сапфировой мембраны тензопреобразователя 8.

Среда измеряемых разностных давлений через подводящие штуцеры поступает в «плюсовую» и «минусовую» камеры. Превышение «плюсового» давления над «минусовым» вызывает деформацию гофрированных мембран, в результате чего происходит смещение штока 6. Это, в свою очередь, приводит к перемещению рычага и деформации сапфировой мембраны с тензопреобразова-телем. Изменение профиля мембраны вызывает увеличение или уменьшение сопротивления отдельных участков тензопреобразователя, что отслеживается измерительным блоком 9, на выходе которого формируется унифицированный сигнал по величине измеряемой разности давлений.

В конструкции с мембранными коробками моделей 2450, 2460, 2464 (см рисунок, Б) среды измеряемых давлений поступают в «плюсовую» и «минусовую» камеры. Металлические гофрированные мембраны, как и в конструкции, описанной выше, приварены по периметру к корпусу. Отличительная особенность этого устройства состоит в том, что мембранные коробки, как это показано на рисунке Б, автономны. Превалирующее в «плюсовой» камере давление через разделительную мембрану и передающую (кремнийорганическую) жидкость по каналу 10 действует на нижнюю полость тензопреобразователя и вызывает прогиб сапфировой мембраны, который уравновешивается «минусовым» давлением, действующим на верхнюю плоскость тензопреобразователя. Передающая жидкость «минусового» давления подводится к тензочувствительному элементу через канал // и гофрированную мембрану. Таким образом, величина прогиба сапфировой мембраны, а соответственно и изменение электрических параметров тензопреобразователя пропорциональны разности действующих «плюсового» и «минусового» давлений.

Выполнение профиля корпуса, как это видно из рисунка, идентичным профилю металлических гофрированных мембран обеспечивает при перегрузках сохранение работоспособности прибора. Так, в модели 2450 не приводит к нарушению работоспособности прибора одностороннее воздействие среды давлением до 16 МПа, в модели 2460 — до 25, в модели 2464 — до 40 МПа.

Выходной сигнал большинства измерительных преобразователей разности давлений пропорционален перепаду давлений. При работе в системах измерения расхода среды может дополнительно устанавливаться блок извлечения корня (БИК), в котором преобразуется выходной сигнал, поступающий с измерительного блока преобразователя, в электрический параметр, линейно связанный с расходом среды.