182406. lajstromszámú szabadalom • Mérőcella különösen kis nyomások ill. nyomáskülönbségek mérésére
3 182406 4 A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően olyan mérőcella létrehozása, amely egyszerűbb és olcsóbb szerkezeti kialakítású, továbbá pontosabb mérést tesz lehetővé még kisebb nyomások, ill. nyomáskülönbségek esetén is, mint az ismert megoldások. A találmány alapgondolata az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldódik, ha a nyomásmérést, ill. a nyomáskülönbségmérést úgy végezzük, hogy a nyomással arányos erőt a közvetlenül nyomás alatt álló közvetítőelemről elvezetjük és azt szilárdságilag tetszés szerinti módon méretezhető olyan elemen pl. mérőgerendán detektáljuk, azaz érzékeljük, amely közvetlenül nem érintkezik a nÿomôtérrel, ill. nyomóterekkel. A találmány tehát mérőcella főleg kis nyomások és nyomás különbségek mérésére, amelynél házban kiképzett nyomójerét, i Íjét ve" a különböző nyomás alatti két nyomóteret legalább részben membránszerű elem határol, illetve választ el, továbbá a membránszerű elem a nyomással, ill. nyomáskülönbséggel arányosan elmozdulni képes közvetítőelemen át olyan mérőelemmel van kapcsolatban, amely nyúlásmérő ellenállással van ellátva. A találmány lényege, hogy a közvetítőelem merev elem, mely a nyomóteret részben határolja, illetve a két nyomóteret részben elválasztja és amely rúdszerű elemként kialakított mérőelem közbenső részével — a közvetítőelem elmozdulásakor a mérőelemet külpontosán csavarni képes — merev kapcsolatban van, ahol a mérőelem két vége a házzal merev kapcsolatban van. Nyomáskülönbségmérőcelláknál célszerű az olyan kivitel, amelynél a rúdszerű mérőelem és a korongszerű közvetítőelem nyakon át van merev kapcsolatban, amelynél a nyak a házhoz kétoldalt membránszerű kikötőelemen át kapcsolódik. A mérési pontosság tovább fokozható azzal, ha a rúdszerű mérőelemet a nyúlásmérő ellenállások körzetében feszültséggyűjtő bemélyedésekkel, ill. nyílásokkal látjuk el. Különösen kompakt és pontos kivitelt nyerünk, ha az egész mérőcellát egyetlen darabból alakítjuk ki. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás két példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon : Az 1. ábra a találmány szerinti nyomáskülönbségmérőcella példakénti kiviteli alakjának oldalnézete ; A 2. ábra nézet, az 1. ábrán A nyíl irányában tekintve (90°-kal elforgatva !) ; A 3. ábra az 1. ábrán III—III vonal mentén vett metszet ; A 4. ábra az 1—3. ábrák szerinti megoldás perspektivikus képe, részben kitörve ; A 4/A ábra a 4. ábra szerinti megoldás változata ; Az 5. ábra a találmány szerinti nyomásmérőcella példakénti kiviteli alakja oldalnézetben ; A 6. ábra az 5. ábrán VI—VI vonal mentén vett metszet ; A 7. ábra az 5. ábrán VII—VII vonal mentén vett metszet ; A 8. ábra az 5—7. ábrák szerinti megoldás perspektivikus képe, részben kitörve. A rajzon hasonló részleteket azonos hivatkozási számokkal jelöltünk. . Amint az 1—4. ábrákon látható, a találmány szerinti nyomáskülönbségmérőcella 1 házában 2 és 3 nyomóterek vannak kialakítva. A 2 nyomótér nyomását p-vel, a 3 nyomóterét viszont p+Ap-vei jelöltük. Az 1 ház kétoldali 4 homlokfelületein a csatlakozáshoz menetes 5 furatokkalvan ellátva. A 2 és 3 nyomótereket részben a jelen esetben patkóalakú membránszerű 6 elem választja el, amely belső szélével korongszerű, merev 7 közvetítőelemhez csatlakozik. A merev 7 közvetítőelem tehát a jelen esetben egyrészt ugyancsak térelválasztóként, másrészt a nyomáskülönbség (Ap) hatására, az azzal arányos elmozdulást közvetíteni képes elemként szerepel. Ezt az elmozdulást a membránszerű 6 elem teszi lehetővé (az elmozdulást a 3. ábrán szaggatott vonallal jelöltük). A 7 közvetítőelem a találmány szerint rúdszerű 8 mérőelem közbenső részével merev kapcsolatban van, mégpedig úgy, hogy a 7 közvetítőelem elmozdulásakor a 8 mérőelem külpontos csavarást szenvedjen. A rúdszerű 8 mérőelem két vége viszont az 1 házzal van merev kapcsolatban. Az 1—4. ábrák szerinti kivitelnél a 8 mérőelem a korongszerű 7 közvetítőelemmel 9 nyakon át kapcsolódik mereven. A 9 nyak az 1 házhoz kétoldalt membránszerű 10 kikötőelemen át kapcsolódik. Amint a rajzból jól kivehető, a jelen esetben az egész nyomáskülönbségmérőcella egyetlen darabból van kialakítva, amivel a kísérleti tapasztalataink szerint igen kompakt, egyszerű, üzembiztos és nagypontosságú kivitelt nyerünk. A 7 közvetítőelem vastagságát 6 mm-re, a membránszerű 6 elem és a 10 kikötőelem vastagságát pedig 0,5 mm-re választottuk. A 10 kikötőelemeket és a rúdszerű 8 mérőelemet is kimunkálással alakítottuk ki. A 8 mérőelem a jelen esetben 6 mm-es négyzetszelvényű rúd. A rúdszerű 8 mérőelemet a két végétől kezdődő axiális 11 furattal láttuk el (itt ezek átmérője 5 mm) az ismert, felragasztott nyúlásmérő 12 ellenállások körzetében. Ezeknek az a rendeltetésük, hogy feszültséggyűjtő helyekként szerepeljenek, és a mérőcella mérési pontosságát (érzékenységét) növeljék. Működéskor tehát a Ap nyomáskülönbség hatására a 7 közvetítőelem mintegy a membránszerű 10 kikötőelemek középsíkja és a 7 közvetítőelem 13 szimmetriatengelye által kimetszett elméleti 14 tengely körül a szaggatott vonallal jelölt helyzetébe mozdul el (3. ábra). [Megjegyezzük, hogy mivel a 7 közvetítőelem merev, így az egyúttal a nyomáskülönbséget (Ap) koncentrálja is.] A Ap nyomáskülönbség tehát mintegy koncentrált erőként B karon az elméleti 14 tengelyre nézve Ap • B hajlítónyomatékot ad át a 8 mérőelemnek, amelyben az külpontos (excentrikus) csavarást ébreszt. így a nyúlásmérő 12 ellenállások deformációjához szükséges nyúlásokat a 8 mérőelem felső övében (3. ábra) nyíróerők hozzák létre. A jelátalakítást végző nyúlásmérő 12 ellenállásokat hordozó deformálódó 8 mérőelem és a részben térelválasztó szerepű korongszerű 7 közvetítőelem funkciója tehát elkülönül. Lényeges előny, hogy a membránszerű 6 elem deformációja és a 7 közvetítőelem elmozdulása viszonylag kicsi, ami annak köszönhető, hogy a 7 közvetítőelem a rúdszerű 8 mérőelemmel ki van támasztva. Természetesen a 7 közvetítőelem és a 8 mérőelem készülhet más geometriai kialakításban, és külön elemként is, amelyek azután mereven vannak összekötve. 5 10 15 20 25 30 35 10 15 50 55 60 65 2
