индикатор давления

Формула изобретения

Индикатор давления, содержащий корпус, штуцер с патрубком для подвода давления рабочей среды, передаточный узел, связанный с преобразователем перемещения, регистрирующий элемент, отличающийся тем, что он снабжен источником и приемником оптического излучения, анализатором, фокусирующей, направляющими и приемными линзами, оптоволоконным кабелем, выполненными с возможностью подачи излучения от источника излучения на фокусирующую линзу, от которой оптическое излучение по оптоволоконному кабелю попадает на направляющие линзы, а также с возможностью передачи оптических сигналов, вырабатываемых приемными линзами по оптоволоконному кабелю на анализатор, с которого сигнал поступает на приемник оптического излучения, регистрирующий элемент выполнен в виде дисковой оптической пластины с природной поляризацией, установленной на одном валу с передаточным узлом, при этом ось вала проходит через пересечение оптических осей дисковой оптической пластины с природной поляризацией, а направляющие и приемные линзы расположены по обе стороны от дисковой оптической пластины с природной поляризацией на полуокружностях с радиусом, меньшим радиуса дисковой оптической пластины с природной поляризацией, при этом суммарный зазор между направляющими, приемными линзами и поверхностью дисковой оптической пластины с природной поляризацией с обеих сторон не превышает толщины последней.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам индикации уровня давления.

Известен индикатор давления. Устройство содержит плунжер, выполненный в виде герметизированного относительно корпуса посредством упругого сильфона стакана с фланцем из электропроводного материала, в колпачке с зазором относительно фланца стакана закреплена пробка из диэлектрического материала с центральным отверстием, в котором соосно плунжеру установлен регулировочный винт с фиксатором положения, при этом пружина плунжера размещена с упором в днище стакана и обращенный в сторону днища торец регулировочного винта, а средство индикации выполнено в виде двух электроконтактов, расположенных на торце пробки с возможностью взаимодействия с фланцем стакана и соединенных с внешней электросигнальной системой. Недостатком данного устройства является низкая точность измерений и наличие электроконтактной сети, а также узкая область применения устройств данного типа. (Заявка на изобретение РФ 95105476, G 01 L 19/08, 27.11.1996).

Известен индикатор давления, принятый за прототип. Индикатор давления содержит корпус с отверстием для подвода давления рабочей среды, механизм создания усилия, выполненный в виде поршня и помещенный во внутренней полости корпуса, цилиндрическую пружину, размещенную между поршнем и верхней частью корпуса, регистрирующий элемент, согласно изобретению регистрирующий элемент выполнен в виде шариков, помещенных в радиальные цилиндрические углубления, выполненные в поршне и расположенные по одной из его образующих на различных уровнях, соответствующих определенному давлению и которые имеют глубину не более 1/3 радиуса поршня, шарики зажаты между пружинами, каждая из которых одним концом жестко прикреплена к основанию цилиндрического углубления, и внутренней стенкой корпуса, имеющего отверстие больше диаметра шарика. Недостатком данного устройства является низкая точность измерений и узкая область применения устройств данного типа. (Заявка на изобретение РФ 98112839, G 01 L 19/08, 10.04.2000).

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, а также расширение области применения устройств данного типа.

Технический результат достигается тем, что индикатор давления, содержащий корпус, штуцер с патрубком для подвода давления рабочей среды, передаточный узел, связанный с преобразователем перемещения, регистрирующий элемент, согласно изобретению снабжен источником и приемником оптического излучения, анализатором, фокусирующей, направляющими и приемными линзами, оптоволоконным кабелем, выполненными с возможностью подачи излучения от источника излучения на фокусирующую линзу, от которой оптическое излучение по оптоволоконному кабелю попадает на направляющие линзы, а также с возможностью передачи оптических сигналов, вырабатываемых приемными линзами по оптоволоконному кабелю на анализатор, с которого сигнал поступает на приемник оптического излучения, регистрирующий элемент выполнен в виде дисковой оптической пластины с природной поляризацией, установленной на одном валу с передаточным узлом, при этом ось вала проходит через пересечение оптических осей дисковой оптической пластины с природной поляризацией, а направляющие и приемные линзы расположены по обе стороны от дисковой оптической пластины с природной поляризацией на полуокружностях с радиусом, меньшим радиуса дисковой оптической пластины с природной поляризацией, при этом суммарный зазор между направляющими, приемными линзами и поверхностью дисковой оптической пластины с природной поляризацией с обеих сторон не превышает толщины последней.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить точность измерений, а также расширить область применения устройств данного типа.

Индикатор давления поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства, разрез Б-Б; на фиг.2 изображено устройство, разрез А-А.

На чертежах представлены:

1 - корпус;

2 - дисковая оптическая пластина с природной поляризацией;

3 - вал, ось которого проходит через пересечение оптических осей пластины с природной поляризацией;

4 - фиксирующая муфта;

5 - оптические оси дисковой пластины с природной поляризацией;

6 - подшипники с заглушками;

7 - оптоволоконный кабель;

8 - источник поляризованного светового излучения (например лазер);

9 - фокусирующая линза;

10 - направляющие линзы;

11 - приемные линзы;

12 - анализатор;

13 - фотоприемник;

14 - регистрирующая аппаратура;

15 - крепления для направляющих и приемных линз;

16 - преобразователь перемещения;

17 - механизм создания усилия;

18 - штуцер;

19 - передаточный узел;

20 - патрубок для подвода давления рабочей среды.

Индикатор давления содержит корпус 1, в который вставляют дисковую оптическую пластину 2 с природной поляризацией. Дисковую оптическую пластину 2 с природной поляризацией жестко закрепляют на валу 3, ось которого проходит через пересечение оптических осей 5 пластины 2 с помощью фиксирующей муфты 4. Вал 3, ось которого проходит через пересечение оптических осей 5 пластины 2, вращается в подшипниках 6 с заглушками. Подшипники 6 с заглушками исключают перемещения вала вдоль оси, их устанавливают в корпус 1. На корпусе 1 неподвижно закрепляют с помощью креплений 15 направляющие линзы 10 источника оптического излучения и приемные линзы 11 оптического излучения. Направляющие линзы 10 источника оптического излучения и приемные линзы 11 оптического излучения располагают по обе стороны от регистрирующего элемента в виде дисковой оптической пластины 2 с природной поляризацией на полуокружностях с радиусом, меньшим радиуса дисковой оптической пластины 2 с природной поляризацией и углом охвата не менее 180. Суммарный зазор между направляющими линзами 10 источника оптического излучения, приемными линзами 11 оптического излучения и поверхностью дисковой оптической пластины 2 с природной поляризацией с обеих сторон не превышает толщины пластины 2 (для снижения потерь светового излучения). На валу 3, ось которого проходит через пересечение оптических осей 5 пластины 2, жестко закреплен передаточный узел 19, который соединен с преобразователем перемещения 16. Преобразователь перемещения 16 связан с механизмом создания усилия 17, соединенным со штуцером 18, в который вставлен патрубок 20 для подвода давления рабочей среды.

Индикатор давления работает следующим образом, например при оснащении им трубопровода.

По патрубку 20 подают давление рабочей среды на штуцер 18 механизма создания усилия 17, который вызывает движение преобразователя перемещения 16. С помощью передаточного узла 19 создается вращение вала 3, ось которого проходит через пересечение оптических осей 5 регистрирующего элемента в виде дисковой оптической пластины 2 с природной поляризацией. При изменении давления (на чертежах условно не показано) оптические оси пластины 2 меняют свое положение из-за момента вращения, созданного механизмом создания усилия 17. Направляющие линзы 10 источников оптического излучения и приемные линзы 11 оптического сигнала фиксируют отклонение оптических осей пластины 2, так как они неподвижно закреплены на корпусе 1 с помощью креплений 15. Подают световое излучение от источника 8 поляризованного светового излучения (например, лазера) на фокусирующую линзу 9, от которой оптическое излучение по оптоволоконному кабелю 7 попадает на направляющие линзы 10 источника оптического излучения. Переход от одной позиции дискретизации осуществляется после уравновешивания величин оптических сигналов от двух смежных приемных линз 11 оптического излучения, когда оптическим излучением, прошедшим по дисковой оптической пластине 2 с природной поляризацией и оптических осей 5 пластины 2, одновременно и в равной пропорции были облучены с помощью направляющих линз 10 источника оптического излучения приемные линзы 11 оптического излучения. Угловое отклонение оптических осей 5 пластины 2, измеряемое индикатором давления, дискретное, с шагом квантования, определяемым угловыми размерами приемников оптического сигнала 11. Текущий отсчет производится с приоритетом по величине меньшего оптического излучения. Оптические позиционные сигналы, вырабатываемые приемными линзами 11 оптического излучения, передаются по оптоволоконному кабелю 7 на анализатор 12, с которого сигнал поступает на фотоприемник 13, далее информация передается на регистрирующую аппаратуру 14.

По координатам отклонения оптических осей 5 регистрирующего элемента в виде дисковой оптической пластины 2 с природной поляризацией от направляющих линз 10 источника оптического излучения и приемных линз 11 оптического сигнала определяют величину давления.

Применение индикатора давления обеспечивает следующие преимущества:

- повышение точности, оперативности и достоверности измерений;

- возможность применения заявляемого устройства при эксплуатации трубопроводов различного назначения;

- возможность многократного применения устройства;

- дистанционное снятие сигнала с устройства;

- возможность осуществления автоматизированного непрерывного контроля;

- возможность работы во взрывоопасной среде;

- расширение области применения данного вида устройств.