ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПОРОГОВЫХ ДАТЧИКОВ РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ С МЕМБРАННЫМ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ 

Владимир Николаевич Китаев, начальник конструкторского отдела, Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина (Россия, г. Снежинск, ул. Васильева, 13), E-mail: kb2@vniitf.ru
Дмитрий Игоревич Сафонов, инженер, Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина (Россия, г. Снежинск, ул. Васильева, 13), E-mail: kb2@vniitf.ru
Александр Евгеньевич Кирюнин, инженер, Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина (Россия, г. Снежинск, ул. Васильева, 13), E-mail: kb2@vniitf.ru
Екатерина Константиновна Хованова, инженер, Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина (Россия, г. Снежинск, ул. Васильева, 13), E-mail: kb2@vniitf.ru 

Аннотация

Актуальность и цели. Пороговые датчики разности давлений с мембранным чувствительным элементом ввиду их надежности находят широкое применение в технологическом оборудовании и технических системах для обеспечения требуемого избытка давления воздуха по сравнению с внешним атмосферным давлением в помещениях для спортивных мероприятий (быстро возводимых физкультурно-оздоровительных комплексах с надувным перекрытием), в чистых технологических помещениях с нормируемым содержанием в воздухе пыли, микроорганизмов, аэрозольных частиц и химических паров. Датчики подобного типа для обеспечения необходимых технических характеристик требуют: высокой герметичности сварных соединений элементов конструкции; применения высокогерметичных металлостеклянных спаев; применения гофрированных мембран из материалов, обеспечивающих высокую чувствительность и высокую электропроводность. Материалы и методы. Для выполнения перечисленных требований на основании имеющегося научно-технического задела корпусные детали пороговых датчиков давления, температурные изменения размеров которых вызывают перемещения центров мембран, целесообразно выполнять из ковара 29НК-ВИ ГОСТ 10994-74, обеспечивающего хорошую свариваемость приборными видами сварок и герметичность спаев со стеклом С48-2 ОСТ 11 027.010-75, из-за согласованности по коэффициенту линейного теплового расширения (КЛТР). Мембраны выполняются из холоднокатаных лент из бериллиевых бронз БрБНТ 1-9, БрБ2 по ГОСТ 1789-2013, обеспечивающих высокую чувствительность и хорошую свариваемость с корпусными деталями из ковара, а также высокую электропроводность, так как электрическая цепь организовывается через мембраны. Контакты, закрепляемые в центрах мембран, также выполняются из бериллиевых бронз. Одинаковый материал мембран и контактов обеспечивает надежное закрепление контактов, например, точечной лазерной сваркой. Результаты и выводы. Из-за значительного различия коэффициента линейного теплового расширения ковара и бериллиевой бронзы в требуемом диапазоне температур технические решения пороговых датчиков давления подобного типа требуют конструкторских мер, обеспечивающих компенсацию неизбежной в этом случае температурной погрешности, особенно если датчики эксплуатируются в широком диапазоне температур внешней среды. Температурная погрешность обычно значительно превышает погрешности от других физических факторов (вибрации, линейного ускорения). 

Ключевые слова

пороговый датчик разности давлений, мембранный чувствительный элемент, контактная система, температурная погрешность, компенсация температурной погрешности 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Китаев В. Н., Сафонов Д. И., Кирюнин А. Е., Хованова Е. К. Технические решения компенсации температурной погрешности пороговых датчиков разности давлений с мембранным чувствительным элементом // Надежность и качество сложных систем. 2024. № 2. С. 72–79. doi: 10.21685/2307-4205-2024-2-8