數字式氣壓計的製作方法

2023-09-23 00:14:00 1

專利名稱:數字式氣壓計的製作方法
本實用新型介紹的數字式氣壓計，特別是礦用精密數字氣壓計，可以0.1毫巴的解析度來測量當地或礦井中的絕對氣壓值；也可以用0.1毫米水柱的更高解析度測量井下現場各點的相對氣壓。因此，它是井下通風和煤礦均壓滅火技術的必要儀器。
公知的數字氣壓計，包括五部分受感部分，機——電轉換部分，信號放大部分，數字顯示部分，電源部分。其中後三部分都被現代高質量的電子元器件所保證，因此，整機性能的關鍵取決於前兩部分。
一種公知的數字氣壓計，受感部分採用常規的真空膜盒，因此線性工作範圍達不到全國復蓋的要求；其機——電轉換部分採用差動變壓器，雖然可以分辨0.1毫米水柱，但另點穩定性差，工藝難度大，成品率低是其主要問題。
因此本實用新型的任務是設計一臺量程範圍廣又線性好、解析度高又穩定性好、結構簡單工藝難度小的數字式氣壓計，特別是礦用精密數字氣壓計。
解決任務的方法主要是，設計了一種新結構的受感裝置。它基本上是由真空波紋管和應變梁組成的彈性系統。波紋管在抽真空後受到限位裝置的保護，而在它和應變梁組裝後，限位裝置立即失效。因此它可以自由地感受周圍氣壓的變化，並把力經過剛性連接傳遞到應變梁上。這種結構設計是利用了波紋管具有很大的徑向剛度(這使它能在抽真空後保持其有效面積的恆定)以及很小的軸向剛度(這使它有很高的軸向傳動效率以及它本身具有的壓力－－位移非線性在整個彈性系統中可以被忽略不計)的特點，從而在應變梁上獲得和大範圍氣壓變化成線性關係的應變輸出。這就是本實用新型氣壓計工作範圍可以復蓋全國的原因。
本實用新型的另一特徵是採用應變片作為機－－電轉換部分。公知的應變測量是一種抗幹擾能力強、穩定性好，但效率很低的機－－電轉換手段。如果採用常規的真空膜盒(組)作為受感裝置，由於其軸向剛度遠大于波紋管，就無法提供足夠的能量來獲得額定橋路信號所需要的應變量。而採用本實用新型設計的受感裝置，就能獲得足夠的應變輸出，從而得到一種解析度高又穩定性好的氣壓計。
為了在井下礦燈的照射下能獲得清晰的顯示，本實用新型採用液晶數字顯示板，這同時也使整機功耗大大降低。
為了方便使用，本實用新型採用可重複充電的鎘鎳電池組，並帶有充電器。
採用本實用新型的數字氣壓計，可在全國的標高範圍內保證非線性達到0.1％，解析度達到0.1毫米水柱，振動穩定性達到0.2毫米水柱，日漂移量在1毫米水柱以內。
利用附圖，對本實用新型作進一步說明圖1為受感裝置剖面圖圖2為應變梁的俯視圖及應變片粘貼位置圖3本設計的結構方框圖在圖1中，標號(1)為金屬波紋管，上堵頭(2)兼限位裝置和抽真空接咀，下堵頭(3)和應變梁(4)之間是螺紋連接。上堵頭(2)和應變梁(4)的固定端被螺紋固定在一個框架(5)上，裝配後，由於軸向拉力，使上、下堵頭脫開，形成間隙(6)，框架高度H應保證，既使在最大氣壓下，間隙(6)始終存在，即彈性系統處於彈性自由狀態。
圖2中應變梁呈環形結構，它能保證波紋管在工作中始終沿軸向位移，不產生歪斜，因此輸出應變線性良好。
圖3中信號放大部分僅需一塊低漂移集成運放塊就可以滿足顯示部分的要求了。
權利要求
1.數字式氣壓計，特別是礦用精密數字氣壓計，由五部分組成即氣壓感受部分，機--電轉換部分，信號放大部分，數字顯示部分及電源部分。其特徵是氣壓感受部分採用一個由真空波紋管和應變梁組成的彈性系統。
2.按照權利要求
1的數字式氣壓計，其特徵是機——電轉換部分採用電阻應變片，應變梁採用環形結構。
3.按照權利要求
1，2的數字式氣壓計，其特徵是信號放大部分是一塊低漂移集成運算放大器，它可以滿足顯示要求的電平。
4.按照權利要求
1的數字式氣壓計，其特徵是數字顯示部分採用液晶顯示板，它在礦燈照射下可獲得十分清晰的讀數。
專利摘要
本實用新型涉及一臺數字式氣壓計，特別是礦用精密數字氣壓計。它的氣壓感受部分採用一個真空波紋管來代替常規的真空膜盒，並以應變片作為機—電轉換元件，從而獲得廣闊的線性工作範圍，很高的解析度和穩定性。本氣壓計可以滿足煤礦「均壓滅火技術」的要求。
文檔編號G01L7/06GK86208794SQ86208794
公開日1987年7月29日 申請日期1986年11月6日
發明者陶風虎 申請人:航天工業部七○一所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan