199623. lajstromszámú szabadalom • Kalibráló szerkezet membrános nyomásátalakítóhoz
HU 199623 B csoljuk be, és ezt használjuk fel a kívánt elmozdulás létrehozására. A megfelelően nagy felbontóképesség és az elegendően alacsony hiba elérése céljából a légtechnikai méréseknél előforduló 0—50 kPa-ig terjedő nyomástartományt több résztartományra osztjuk fel és ezek mindegyikére más-más, de megfelelő érzékenységű nyomásérzékelőt alkalmazunk. Ehhez igazodik a kalibráló tömeg nagysága is. Célszerűen úgy kell meghatározni a kalibráló tömeget, hogy az a membránra helyezve az adott mérési tartomány nagyobb mint 2/3 értékének megfelelő kimenő jelet eredményezzen. A kalibráló tömeg számítással (és kísérleti úton is) meghatározható: 3 ahol M* a kalibráló tömeg g a nehézségi gyorsulás értéke a mérés helyszínén Ap az ekvivalens nyomáskülönbség F a körmembrán felülete, amelyre a nyomáskülönbség mint megoszló terhelés hat. A fentiek tükrében a kitűzött célt olyan kalibrálószerkezet létrehozásával értük el, amelynek membrános nyomásátalakító házához kapcsolódó mágnestekercse és előírt tömegű, a nyomásátalakító membránjára támaszkodó kalibráló súlya van, amely kalibráló súly a mágnestekerccsel együttműködő mágneses anyagot tartalmaz. A találmány szerinti belső hitelesítő gyakorlati megoldása célszerűen úgy történik, hogy egy azonos szerkezeti felépítésű mikromanométer rendszeren belül csupán a membrán vastagságának és a nyomáskamrában kialakított kapacitások fegyverzettávolságának módosításával alakítanak ki más nyomástartalmú mikromanométereket, miközben a membrán átmérője ugyanaz marad. Ily módon a belső kalibráló konstrukciós kialakítása ugyanaz marad a különböző mérési tartományok számára. A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon bemutatott példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerint; kalibráló szerkezet membrános nyomásátalakítóhoz szerelve, metszeti képben, a 2. ábra az 1. ábrának megfelelő felülnézet, a 3. ábra kapacitív érzékelővel ellátott membrános nyomásátalakító vázlatos metszete, a 4. ábra a 3. ábra szerinti nyomásátalakító elektromos helyettesítő képe, az 5. ábra a találmány szerinti kalibráló szerkezetekkel ellátott nyomásátalakítókból felépíthető több méréshatárú mikromanométer rendszer áttekintő vázlata. Az 1. és 2. ábra a találmány szerinti 30 kalibráló szerkezet egyik lehetséges kiviteli formáját mutatja egy membrános 20 nyomásátalakítóval összeépítve. A membrános 20 nyomásátalakítónak két egyforma félből összerakott 7 háza, és a két fél közé befogott 1 membránja van. A 7 házon 7a és 7b nyomócsonkok vannak kialakítva, amelyek az 1 membrán alatti és fölötti teret a mérendő nyomáshoz kapcsolják. A felső 7a nyomócsonkhoz csatlakozik a 30 kalibráló szerkezet, pontosabban annak központosán elrendezett 2 mágnesmagja, amelyben egyik oldalon a 7a nyomócsonkhoz illeszkedő üreg, a másik oldalon járulékos 7c nyomócsonk van kialakítva. A 2 mágnesmagra 4 csévetestre föltekercselt és 5 vezérlőkapcsokkal ellátott 3 mágnestekercs van felhelyezve. A 2 mágnesmag 18 tömítés közbeiktatásával tömítetten illeszkedik a 7 házhoz. A 2 mágnesmag üregében tengelyirányban elmozdíthatóan 10 kalibráló súly van elrendezve, amely hez 17 rúd kapcsolódik. A 17 rúd elcsúsztathatóan és játékkal meg van vezetve a 7a nyomócsonkban és megfelelő helyzetben az 1 membránra támaszkodik. A 20 nyomásátalakító és a 30 kalibráló szerkezet középvonalai egymással egy vonalban vannak. A 10 kalibráló súly a 17 rúd lényegében véve ezen a középvonalon helyezkedik el. Használat közben a 20 nyomásátalakító és a 30 kalibráló szerkezet lényegében véve függőleges középvonallal telepítendő. Az 1 membrán alatti és fölötti tér a 7b és 7c nyomócsonkokon át összekapcsolandó azokkal a terekkel, amelyek között a nyomáskülönbséget meg kívánjuk állapítani. Ha nem nyomáskülönbséget, hanem nyomást kívánunk mérni, akkor a 7b vagy 7c nyomócsonkok valamelyike ismert nyomású térhez kapcsolható vagy lezárható. A nyomáskülönbség hatására az 1 membrán elmozdul. Elmozdulásának mértéke függ a nyomáskülönbségtől és a membrán szilárdsági adataitól. A membrán elmozdulását valamilyen ismert módszerrel érzékelni kell és ebből az elmozdulásból meghatározható az 1 membrán alatti és fölötti nyomások különbsége. Ez az elmozdulás azonban nem csupán a nyomáskülönbségtől függ, hanem a mérés pontosságát befolyásoló egyéb jellemzőktől, például a hőmérséklettől, páratartalomtól és esetlegesen ismeretlen egyéb jellemzőktől is. Ennek az a következménye, hogy azonos nyomáskülönbséghez az üzemi körülményektől függően más-más értékű elmozdulás tartozik. Ezért a mérési pontosságot csak úgy lehetne növelni, hogy az összes üzemelési paraméter változatlanul hagyása mellett különböző értékű nyomáskülönbségeket kapcsolunk a 20 nyomásátalakítóra és az elmozdulás megváltozását a nyomáskülönbség megváltozásához viszonyítva meghatároznánk a 20 nyomásátalakító átalakítási meredekségét. Ehhez a művelethez azonban a 20 nyomásátalakítót le kellene választani a mérendő térről és külön eszközökkel gon-4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
