199623. lajstromszámú szabadalom • Kalibráló szerkezet membrános nyomásátalakítóhoz
HU 199623 B doskodni kellene az ismert nagyságú nyomáskülönbség rákapcsolásához. A fenti kalibrálási művelet helyett a találmány értelmében az 1 membránra nem ismert nyomáskülönbséget, hanem ismert nagyságú tömeg által létrehozott súlyerőt bocsátunk és a súlyerő által okozott membránelmozdulást viszonyítjuk a súlyerő nagyságához. A súlyerő nagysága független az üzemelési körülményektől, és ezért a 20 nyomásátalakító meredeksége tetszőleges üzemi körülmények között kalibrálható anélkül, hogy a rendszert meg kellene bontani. Az átalakítási meredekség kalibrálásához a 10 kalibráló súlyt rá keli helyezni, illetve fel kell emelni az 1 membránról, miközben az 1 membrán alatti és feletti tér változatlanul a mérendő nyomású terekhez kapcsolódik. A 10 kalibráló súly mágneses anyagot tartalmaz és például teljes egészében lágyvasból van kialakítva. A 3 mágnestekercs áram alá helyezésével így a 10 kalibráló súly egyszerűen felemelhető, mikor is az áram által létrehozott mágneses fér hatására, a 10 kalibráló súly az 1. ábrán feltüntetett nyíl irányában felfelé mozdul el. Ezen elmozdulás hatására a hozzákapcsolt 17 rúd eltávolodik az 1 membrántól, és így annak helyzetét csupán az alatta és fölötte lévő térben uralkodó nyomás határozza meg. A 3 mágnestekercs árammentesítésekor a 10 kalibráló súly a 17 rúd közvetítésével rátámaszkodik az 1 membránra, és annak helyzetét lefelé megváltoztatja. Ezen helyzetváltozás egy ismert nyomáskülönbségnek feleltethető meg, amely számításokkal és laboratóriumi mérésekkel igazolható. Számítással a 10 kalibráló súly a következő módon határozható meg: 5 ahol M* a kalibráló súly tömege Ap a súllyal ekvivalens nyomáskülönbség F a membrán hatásos felülete g a nehézségi gyorsulás. A Ap ekvivalens nyomást célszerű a nyomásátalakító méréshatárának 2/3 részére választani. így például egy 20 mm átmérőjű és 150 Pa mérési tartományú nyomásátalakító esetében a 10 kalibráló súly tömege 3,2 g értékre adódik (a nehézségi gyorsulás értékét 9,81 m/sec2 értékűre véve). A találmány szerinti 30 kalibráló szerkezet előnyösen alkalmazható kapacitív érzékelővel ellátott membrános 20 nyomásátalakítókkal együttesen. A kapacitív érzékelővel ellátott 20 nyomásátalakítót vázlatosan a 3. ábra mutatja, és elektromos helyettesítő képét a 4. ábra szemlélteti. A kapacitív érzékelő egyrészt az 1 membránon, másrészt a 7 ház 1 membrán felé forduló 9a és 9b üregeinek belső felszínén kialakított vezetőrétegek által képzett kapacitásként van megvalósítva, a megfelelő rajzolatú vezetőrétegek felhordásával és azok értelemszerű öszszekapcsolásával megvalósítható a 4. ábrán bemutatott kapacitív híd, amely az 1 membrán elmozdulásakor kiegyenlítetlenné válik. A kapacitív híd 11 és 12 hídkapcsai szolgálnak a híd táplálására és a híd kiegyenlítetlenségéből származó feszültség elvezetésére. Amint az az 1. és 2. ábra mutatja, a 20 nyomásátalakító 7 házát összefogó csavarok képezhetik a 11 és 12 hídkapcsokat, amelyek megfelelő geometriájú vezetőpályák révén elektromos kapcsolatba hozhatók a 8a—8d kapacitások megfelelő fegyverzeteivel. A 30 kalibráló szerkezet megvalósításakor a következő szempontokat vettük figyelembe. A 10 kalibráló súlyt kis remanenciájú ferromágneses anyagból készítettük és hengeres felületét a kitapadás megakadályozására vékony lakkréteggel vontuk be. A 17 rudat szigetelőanyagból készítettük, végét legömbölyítettük és ragasztással rögzítettük a 10 kalibráló súlyhoz. A találmány szerinti 30 kalibráló szerkezettel ellátott 20 nyomásátalakító telepítésekor megvizsgáltuk a szerelési helyzetnek a mérési pontosságra gyakorolt befolyását. Ügy tapasztaltuk, hogy függőlegestől eltérő tengelyhelyzet esetében súrlódási hiba jelentkezik, amely azonban 15°-nál kisebb eltérés esetén nem haladja meg a 3% hibát a mérési tartomány maximumára vonatkoztatva. Egyes esetekben a 20 nyomásátalakító 7a nyomócsonkját menetes nyakrésszel láttuk el, amelyre a 30 kalibráló- szerkezet 2 mágnesmagját csavarással rögzítettük. A 7 házat összefogó csavarok dugászolható 11, 12 hídkapcsokat képeztek és így az egymással összeszerelt 20 nyomásátalakító és 30 kalibráló szerkezet dugaszolható egységet képezett. A mérendő nyomáskülönbségeket flexibilis tömlőkkel vezettük a 7b, illetve 7c nyomócsonkokhoz. Légtechnikai mérésekhez a 10 kalibráló súlyt nem szükséges felemelni az 1 membránról, mert az általa okozott nulla pont eltolódás villamosán kompenzálható és a mérés így is elvégezhető. A kalibrálás ebben az esetben fordított módon történik, vagyis kalibráláskor kell áram alá helyezni a 3 mágnestekercset, aminek hatására a 10 kalibráló súly felemelkedik az 1 membránról. Erre az esetre különleges kialakítású 20 nyomásérzékelőt készítettünk, amelyben az 1 membrán aszimmetrikusan helyezkedett el a 7 házon belül. A 3. ábrát tekintve ekkor a felül lévő 9b kamra volt távolabb a földtől és a 8a, 8d kapacitások fegyverzetei közötti távköz harmada volt a 8b és 8c kapacitások fegyverzetei közötti távolságnak. Ekkor a 4. ábrán bemutatott hídkapcsolás megközelítő kiegyenlítéséhez a mérési tartomány 50%-nak megfelelő 10 kalibráló súlyra volt szükség. A találmány szerinti 30 kalibráló szerkezettel ellátott 20 nyomásátalakítókkal az 5. ábrán bemutatott mikromanornéter rendszert alakítottuk ki. A mikromanornéter rendszer 6 5 T0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
