Устройство дифференциальных преобразователей давления

Измерительные преобразователи разности давлений, как и измерители

избыточного давления, 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 (ТП серии

Д), в других – мембрана или мембранная коробка служит первичным преобразователем

давления в силу, через деформирующие рычаги воздействующую на площадку сенсора

(ТП серии С).

В приборах с ТП серии С (рис. а) подвод сред «плюсового» и «минусового»
давлений производится через подводящие штуцеры 1 соответственно в «плюсовую» и
«минусовую» камеры 2 и 3. Металлические гофрированные мембраны 4, приваренные по
периметру к корпусу 5, образуют с ним герметичные сообщающиеся объемы, которые
заполняются кремнийорганической жидкостью. Жесткие центры мембран соединены
штоком 6, 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
появляется смещение штока 6. Это в свою очередь приводит к перемещению рычага и
деформации сапфировой мембраны с тензопреобразователем. Изменение профиля
мембраны вызывает увеличение и уменьшение сопротивления отдельных участков
тензопреобразователя, что отслеживается измерительным блоком 9, на выходе которого
формируется унифицированный сигнал по величине измеряемой разности давлений.

Схемы блоков дифференциального преобразования: а – с рычажной системой (ТП
серии С); б – с мембранными коробками (ТП серии Д); 1– подводящий штуцер; 2 –
«плюсовая» камера; 3 – «минусовая» камера; 4 – металлическая гофрированная
мембрана; 5 – корпус; 6 – шток; 7 – рычаг; 8 – тензопреобразователь; 9 – измерительный
блок; 10 – канал «плюсового» давления; 11 – канал «минусового» давления.

В конструкции с мембранными коробками моделей с ТП серии Д (рис. б)
измеряемые давления 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 рис. 5.21,б, автономны. превалирующее в
«плюсовой» камере давление через разделительную мембрану и передающую
(кремнийорганическую) жидкость по каналу 10 поступает в нижнюю полость
тензопреобразователя и вызывает прогиб сапфировой мембраны, который
уравновешивается «минусовым» давлением, воздействующим на верхнюю плоскость
тензопреобразователя. «Минусовое» давление подводится передающей жидкостью к
тензочувствительному элементу через канал 11 и гофрированную мембрану. Таким
образом, величина прогиба сапфировой мембраны, а соответственно и изменение
электрических параметров тензопреобразователя пропорциональны разности
воздействующих «плюсового» и «минусового» давлений. Выполнение профиля корпуса,
как это видно из рис. 5.21, идентичным профилю металлических гофрированных мембран
обеспечивает при перегрузках сохранение работоспособности прибора.