SU1137359A1 - Датчик импульсного давлени - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ , содержащий корпус, в котором размещена закрепленна  по контуру .разрывна  мембрана, a под мембраной , выгЮлнена полость, отличающ и и с   тем, что, с целью измерени  величины давлени , мембрана имеет клиновидную форму, a полость выполнена в виде пр моугольной выемки , длина которой равна длине клина , ширина равна длине основани  клина, a глубина Ц определ етс  из следующего соотношени  У L-7,0,4 макс 1MdKC 1 + где fjj - относител| ное удлинение ма: теоиала мембраны при динамическом нагружении; макс- длина основани  клина; РМСШС - максимальное импульсное давление , измер емое датчиком; РО - давление в полости; К - показатель адиабаты воздуха, э :о ел ;о

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к датчикам импульсного давлени , и может быть использовано дл  измерени  избыточного давлени  на фронте ударной волны взрыва. Известны датчики дл  измерени  импульсного давлени , содержащие .пластично, деформируемую мембрану,, по прогибу которой определ етс  давление. Переход; заданного предела давлени  определ ют по разрыву мемб раны 1 . Наиболее близким к изобретению  вл етс  мембранный датчик, предназначенный дл  измерени  избыточного давлени  в полигонных услови х особенно дл  вы влени  общей картины пол  давлений. Мембранный датчик состоит из металлического корпуса, как правило, цилиндрической формы. Корпус имеет цилиндрическую полость открытое основание которой заглушаетс  мембраной, креп щейс  к корпусу с помощью прижимной шайбы и винтов . Mct-териал, толщина и диаметр мембраны, а также глубина полости определ ют точность показаний и диа пазон измер емых датчиком давлений. Мембрана датчика изготавливаетс  из легких металлов (медь, алюминий) или сплавов на их основе. Величину йоздействовавшего давлени  определ гот с помощью тарировочных графико либо по максимальному прогибу мембраны , либо по ее прорыву 2J. Величина прогиба мембраны опреде л етс , как правило, оптическим или электрическим способом, что усложн ет процесс измерени . Определение избыточного давлени  по прорыву мембраны упрощает процесс измерени  но позвол ет судить только о некотором пороговом значении давлени , при котором мембрана прорываетс . Цель изобретени  - измерение величины давлени  с помощью разрывной м-ембраны. Указанна  цель достигаетс  тем, что в датчике импульсного давлени , содержащем корпус, в котором размещена закрепленна  по контуру разрывна  мембрана, а под мембраной выполнена полость, мембрана имеет клиновидную форму, полость выполнена в виде пр моугольной выемки, длина которой равна глине клина, ширина равна длине основани  клина, а глубина U определ етс  из следукхцего соотношени  где сЛ-- относительное удлинение материала мембраны при динамическом нагружении; «otKc - длина основани  клина; РМСККС - максимальное импульсное дав ление, измер емое датчиком; РО - давление в полости; К - показатель адиабаты воздуха. На фиг.1 представлен предлагаемый датчик,. общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - блок трех датчиков, собранный.из четырех элементов, общий вид; на фиг.4 тарировочный график дл  определени  показаний датчика. Клиновидный мембранный датчик (фиг.1 и 2) состоит из верхней 1 и нижней 2 пластин, в каждой из которых выполнено клиновидное отверстие. Пластины с помощью ст гивающих болтов 3 креп тс  к основанию 4. Нижн   пластина 2 со стороны основани -плиты 4 имеет полость 5 (фиг.2) дл  исключени  вредного действи  противодавлени , возникающего при прогибе мембраны. На верхнюю пов1ерхность нижней пластины 2 укладываетс  мембрана 6. На нижнюю поверхность верхней пластины 1 наклеиваетс  по контуру клиновидного выреза резинова  уплотнительна  прокладка 7 то.пщиной 1-2 мм и шириной 5-8 мм. Датчик работает следующим образом . Под действием избыточного давлени  ударной волны мембрана датчика про- . гибаетс  и сжимает наход щийс  под ней ВОЗДУХ,причем наибольший прогиб возникает у основа;ни  клина . С этого же места начинает прорыватьс  мембрана. , Ввиду переменного значени  пло- щади поверхности элементов мембраны сила, действующа  на мембрану, измен етс  от основани  клина к его вершине и, начина  с некоторого элемента, его действие компенсируетс  внутренними силами сопротивлени  материала на разрыв. С этой части поверхности мембраны и до вершины клина разрыв прекращаетс . Мембрана может использоватьс  в двух вариантах: с полным защемлением ее по всему контакту клиновидной щели или с неэащемленной мембраной только у основани  клиновидной щели. В последнем случае после укладки мембраны делаетс  тонкий прорез.мембраны у основани  клиновидной щели на всю его длину. Значение измеренного датчиком избыточного давлени  на фронте ударной волны определ етс  по длине линии разрыва мембраны с помощью тарировочиого графика. Дл  изготовленного датчика с геометрическими размерами щeлиd д gl см, см и толщиной мембраны Ь 0,015 мм, изготовленной из сплава АДГ, графики представлены на фиг.4. Крива  1 соответствует защемленной у основани  клина мембране, крива  2 - незащемленной . Различный ход кривых в области малой длины линии разрыва в зависимости от способа креплени  ма браны у основани  щели объ сн етс  различной реакцией элементов мембраны .на нагрузку. Дл  снижени  эффекта противодавлени  датчик следует ориентировать вдоль направлени на взрыв вершиной кливновидной щели к взрыву. При этом разрыв мембраны начинаетс  с точки, соответствующей максимальному значению длины линии разрыва (максимальному зна . Vfi/i чению воздействовавшего давлени ), что соответствует минимальному начальному прогибу мембраны. Использование изобретени  позвол ет получать непрерыйные значени  давлени  в измер емом диапазоне . Необходима  чувствительность датчика и диапазон измерений достигаютс  Путем выбора соответствующих размеров щели, материала и толщины мембраны. Диапазон измер емых давлений зависит от длины основани  клина и не зависит от длины клина. Чувствительность датчика зависит от длины клина.

Claims (1)

1. ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, в котором размещена закрепленная по контуру .разрывная мембрёна,' а под мембраной ,выполнена полость, щ и й с я ния величины давления, мембрана имеет клиновидную форму, а полость выполнена в виде прямоугольной вы отличаютем, что, с целью измере- >

   емки, длина которой равна длине клина, ширина равна длине основания клина, а глубина Ц определяется из следующего соотношения где djj - относительное удлинение ма: теоиала мембраны при динамическом нагружении;

   ^макс“ длина основания клина; ·

   Рмакс “ максимальное импульсное давление, измеряемое датчиком;

   ?о ~ давление в полости; показатель адиабаты воздуха.

   р0 <1 оо СП

   СО

   Фиг.1