[go: up one dir, main page]

RU2739215C1 - Medium change sensor - Google Patents

Medium change sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2739215C1
RU2739215C1 RU2020110946A RU2020110946A RU2739215C1 RU 2739215 C1 RU2739215 C1 RU 2739215C1 RU 2020110946 A RU2020110946 A RU 2020110946A RU 2020110946 A RU2020110946 A RU 2020110946A RU 2739215 C1 RU2739215 C1 RU 2739215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
elastic
casing
membranes
volume
Prior art date
Application number
RU2020110946A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Китаев
Елена Николаевна Китаева
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2020110946A priority Critical patent/RU2739215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2739215C1 publication Critical patent/RU2739215C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/14Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular to a medium change sensor, and can be used in automation systems of objects submerged and extracted from an aqueous medium. Sensor comprises a casing with a sealed housing, which contains body parts, in which elastic membranes are fixed on the brackets opposite each other to form inner volumes. Cantilever U-shaped resilient contacts are fixed on membranes in their centres on external surfaces. On the end of the casing there are covers, between which a sealed resilient partition is fixed, which separates the inner volume of the casing from the external medium. Surfaces of cover plates adjacent to elastic partition wall are made with depth increasing gradually from the point of fixation to the centre of elastic partition. In covers there are channels for pressure transfer. Volumes on both sides of elastic partition wall exceed temperature variations of volume of dielectric liquid having running temperature range exceeding operating temperature range. Dielectric fluid completely fills internal volume of casing and membranes.EFFECT: technical result of the invention is low error of operation and increased reliability of operation in water medium, including sea water.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, для использования в системах автоматики объектов, погружаемых и извлекаемых из водной среды.The invention relates to the field of instrumentation, in particular, for use in automation systems for objects submerged and removed from the aquatic environment.

В настоящее время известны различные конструкции гидростатических включателей и датчиков давления, которые могут использоваться в качестве датчиков смены среды, однако, первые, из-за невозможности настройки на малые уставки, не позволяют отслеживать фактическую границу изменения сред с приемлемой точностью, вторые работоспособны только в нейтральных (неэлектропроводных и неагрессивных) жидкостях, то есть не выполняют поставленной задачи.Currently, various designs of hydrostatic switches and pressure sensors are known, which can be used as sensors for changing the medium, however, the former, due to the impossibility of tuning to small settings, do not allow tracking the actual boundary of the medium change with acceptable accuracy, the latter are operable only in neutral (non-conductive and non-corrosive) liquids, that is, they do not fulfill the task.

Известен гидростатический включатель, который может использоваться в качестве датчика смены среды (погружения из воздушной среды в воду, а также извлечения из водной среды в воздушную), содержащий корпус с закрепленной упругой мембраной, взаимодействующей через шток с контактной системой [патент РФ №2691158, МПК G01L 19/12, H01H 35/24 опубл. 11.06.2019, бюл. №17]. Гидростатический включатель работоспособен при погружении в морскую воду и агрессивные жидкости, однако минимальное пороговое давление срабатывания, обеспечиваемое упругой мембраной, соответствует значительной глубине погружения, что неприемлемо для датчика изменения внешней среды, от которого требуется срабатывание при прохождении фактической границы смены сред. Область применения известного гидростатического включателя в качестве датчика смены среды очень ограничена.Known hydrostatic switch, which can be used as a sensor for changing the environment (immersion from air in water, as well as extraction from the aqueous medium into the air), containing a housing with a fixed elastic membrane, interacting through a rod with a contact system [RF patent No. 2691158, IPC G01L 19/12, H01H 35/24 publ. 06/11/2019, bul. No. 17]. The hydrostatic switch is operational when immersed in seawater and corrosive liquids, however, the minimum threshold response pressure provided by the elastic membrane corresponds to a significant immersion depth, which is unacceptable for a sensor of changes in the external environment, which is required to operate when passing the actual boundary of the medium change. The field of application of the known hydrostatic switch as a medium change sensor is very limited.

Известен пороговый датчик давления исполнительного коммутирующего устройства [патент РФ №2617708, МПК Н01Н 35/14, опубл. 26.04.2017], который возможно использовать в качестве датчика изменения среды, содержащий кожух с расположенным в нем герметичным корпусом, в котором с образованием внутренних объемов закреплены на кронштейнах встречно друг к другу упругие мембраны с контактами в центре на внешних поверхностях.Known threshold pressure sensor of the executive switching device [RF patent No. 2617708, IPC N01H 35/14, publ. 04/26/2017], which can be used as a sensor for changing the environment, containing a casing with a sealed housing located in it, in which, with the formation of internal volumes, elastic membranes are fixed on brackets counter to each other with contacts in the center on the external surfaces.

Известный пороговый датчик давления может быть настроен на уставочное давление, соответствующее гидростатическому давлению воды на малых глубинах, то есть вблизи от границы раздела воздушной и водной сред, однако известный датчик не работоспособен в электропроводящих жидкостях, например, в морской воде, в которой неизбежно электрически соединятся с корпусными деталями все электрические цепи датчика, то есть датчик будет полностью неработоспособным. Надежность работы датчика не обеспечится, а область применения датчика ограничится только дистиллированной водой без каких-либо примесей.The known threshold pressure sensor can be adjusted to the set pressure corresponding to the hydrostatic pressure of water at shallow depths, that is, near the interface between air and water media, however, the known sensor is not operable in electrically conductive liquids, for example, in seawater, in which it will inevitably be electrically connected with housing parts, all electrical circuits of the sensor, that is, the sensor will be completely inoperative. The reliability of the sensor will not be ensured, and the scope of the sensor is limited only to distilled water without any impurities.

Данный датчик давления - датчик смены среды рассматривается в качестве прототипа.This pressure sensor is a medium change sensor is considered as a prototype.

Задачей заявляемого изобретения является создание надежного датчика смены среды и расширение области применения.The objective of the claimed invention is to create a reliable sensor for changing the environment and expand the scope.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является обеспечение малой погрешности срабатывания и надежной работы в водной среде, включая морскую воду, с широким диапазоном температур.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to provide a small response error and reliable operation in an aquatic environment, including sea water, with a wide temperature range.

Указанный технический результат достигается тем, что в датчике смены среды, содержащем кожух, с расположенным в нем герметичным корпусом, в котором с образованием внутренних объемов закреплены встречно друг к другу мембраны с упругими контактами в центре на внешних поверхностях, согласно изобретению он снабжен закрепленными на торце кожуха крышками, между которыми расположена герметичная эластичная перегородка, внутренний объем мембран и кожуха полностью заполнен диэлектрической жидкостью с диапазоном рабочих температур, превышающим диапазон температур эксплуатации датчика, и отделен от внешней среды герметичной эластичной перегородкой, а поверхности крышек, обращенные к герметичной эластичной перегородке выполнены с плавно увеличивающейся от места закрепления к центру эластичной перегородки глубиной и имеют каналы для передачи давления, при этом объемы, образуемые примыкающими поверхностями крышек и эластичной перегородки, превышают температурные изменения объема диэлектрической жидкости в диапазоне температур эксплуатации датчика.The specified technical result is achieved by the fact that in the sensor for changing the environment containing a casing with a sealed housing located in it, in which, with the formation of internal volumes, membranes with elastic contacts in the center on the outer surfaces are fixed counter to each other, according to the invention, it is provided with fixed at the end of the casing with covers, between which a sealed elastic partition is located, the inner volume of the membranes and the casing is completely filled with a dielectric liquid with an operating temperature range exceeding the operating temperature range of the sensor, and is separated from the external environment by a sealed elastic septum, and the surfaces of the covers facing the sealed elastic septum are made with depth smoothly increasing from the point of attachment to the center of the elastic partition and have channels for transmitting pressure, while the volumes formed by the adjoining surfaces of the covers and the elastic partition exceed the temperature changes in the volume of the dielectric liquid within the operating temperature range of the sensor.

Также в датчике смены среды для повышения надежности работы объем герметичного корпуса с размещенными упругими контактами, заполнен осушенным газом с точкой росы ниже нижнего диапазона температуры эксплуатации датчика.Also, in the medium change sensor, in order to increase the reliability of operation, the volume of the sealed housing with placed elastic contacts is filled with dried gas with a dew point below the lower operating temperature range of the sensor.

Оснащение датчика смены среды закрепленными на торце кожуха крышками, с размещением между ними герметичной эластичной перегородки и заполнение внутреннего объема мембран и кожуха диэлектрической жидкостью с диапазоном рабочих температур, превышающим диапазон температур эксплуатации датчика, позволяет исключить непосредственный контакт мембран с внешней водной, зачастую электропроводной средой, обеспечивая возможность передачи на них внешнего давления без его значительного уменьшения и сохранение работоспособности датчика после пребывания при низких и высоких температурах внешней среды в диапазоне температур эксплуатации.Equipping the medium change sensor with covers fixed on the end of the casing, with the placement of a sealed elastic partition between them and filling the inner volume of the membranes and the casing with a dielectric liquid with a range of operating temperatures exceeding the operating temperature range of the sensor, eliminates direct contact of membranes with an external aqueous, often electrically conductive medium. ensuring the possibility of transferring external pressure to them without significantly reducing it and maintaining the performance of the sensor after being at low and high ambient temperatures in the operating temperature range.

Диэлектрическая жидкость вследствие своей не электропроводности исключает электрическую цепь между мембранами до замыкания упругих контактов.The dielectric liquid, due to its non-electrical conductivity, excludes the electrical circuit between the membranes until the elastic contacts are closed.

Выполнение поверхностей корпуса, обращенных к эластичной перегородке, с плавно увеличивающейся от места закрепления к центру эластичной мембраны глубиной и каналами для передачи давления, исключает повреждение эластичной мембраны при действии давления, обеспечивая безотказную работу датчика и длительный ресурс.The design of the body surfaces facing the elastic septum, with a smoothly increasing depth from the point of attachment to the center of the elastic membrane and channels for pressure transmission, excludes damage to the elastic membrane under pressure, ensuring trouble-free operation of the sensor and a long service life.

Выполнение объемов, образуемых примыкающими поверхностями корпусных деталей и эластичной перегородки, превышающими температурные изменения объема диэлектрической жидкости при предельных рабочих температурах исключает разрушение эластичной перегородки, а также изменение характеристик упругих мембран от температурного изменения объема диэлектрической жидкости.The implementation of the volumes formed by the adjacent surfaces of the body parts and the elastic septum, exceeding the temperature changes in the volume of the dielectric liquid at the limiting operating temperatures, excludes the destruction of the elastic septum, as well as the change in the characteristics of elastic membranes from the temperature change in the volume of the dielectric fluid.

Заполнение объема герметичного корпуса с размещенными упругими контактами осушенным газом с точкой росы ниже нижнего диапазона температуры эксплуатации датчика исключает выпадение росы и водяного конденсата в объеме с размещенными упругими контактами и отказ датчика вследствие этого.Filling the volume of the sealed housing with placed elastic contacts with dried gas with a dew point below the lower operating temperature range of the sensor excludes the loss of dew and water condensate in the volume with placed elastic contacts and the failure of the sensor as a result.

Заявляемый датчик смены среды работоспособен при погружении и извлечении из различных водных сред, в том числе и из морской (электропроводящей) воды и обеспечивает:The inventive sensor for changing the environment is operational when immersed and removed from various aqueous media, including sea (electrically conductive) water, and provides:

- высокую надежность (сохранение уставки срабатывания при действии больших перегрузочных гидростатических давлений);- high reliability (preservation of the response setting under the action of large overload hydrostatic pressures);

- малую погрешность срабатывания, то есть срабатывание как можно ближе к границе раздела сред;- small response error, that is, response as close as possible to the interface;

- стабильные электрические параметры контакта при длительной эксплуатации;- stable electrical parameters of the contact during long-term operation;

- герметичность;- tightness;

- малые массогабаритные характеристики.- small weight and size characteristics.

В заявляемом техническом решении относительно прототипа улучшены такие основные технические характеристики как погрешность срабатывания и надежность, кроме того расширены области применения путем обеспечения работы в различных водных средах, как в пресной, так и в морской воде. Малая погрешность обеспечивает требуемое срабатывание заявляемого датчика практически на границе раздела (водной и воздушной) сред. Эта характеристика является основной технической характеристикой разрабатываемого датчика изменения среды. Сохранение уставки срабатывания при действии значительного гидростатического давления обеспечивает надежную работу датчика в течение длительных сроков эксплуатации без значительных ограничений по условиям эксплуатации в части предельной глубины погружения.In the claimed technical solution with respect to the prototype, such basic technical characteristics as operation error and reliability are improved, in addition, the scope of application is expanded by ensuring operation in various aqueous environments, both in fresh and in sea water. Small error ensures the required response of the proposed sensor practically at the interface (water and air) environments. This characteristic is the main technical characteristic of the developed sensor for changing the environment. Maintaining the set point under the action of significant hydrostatic pressure ensures reliable operation of the sensor for long periods of operation without significant restrictions on operating conditions in terms of the maximum immersion depth.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия обеспечения малой погрешности срабатывания, повышения надежности датчика и расширение области применения.Thus, the combination of all the above features creates the conditions for ensuring a small operating error, increasing the reliability of the sensor and expanding the scope of application.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention of features that distinguish it from the prototype makes it possible to consider it as corresponding to the "novelty" condition.

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features, which contain the distinctive part of the claims, are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

на фиг. 1 представлен осевой разрез датчика смены водной среды на воздушную;in fig. 1 shows an axial section of a sensor for changing an aqueous medium to an air one;

на фиг. 2 - конструкция упругих контактов, закрепленных на мембранах в исходном состоянии (жидкость не показана);in fig. 2 - the design of elastic contacts fixed on the membranes in the initial state (liquid not shown);

на фиг. 3 - конструкция упругих контактов, закрепленных на мембранах в замкнутом состоянии (жидкость не показана);in fig. 3 - the design of elastic contacts fixed to the membranes in a closed state (liquid not shown);

на фиг. 4 - компенсация увеличения объема диэлектрической жидкости при наибольшей температуре эксплуатации;in fig. 4 - compensation for the increase in the volume of the dielectric fluid at the highest operating temperature;

на фиг. 5 - компенсация уменьшения объема диэлектрической жидкости при наименьшей температуре эксплуатации;in fig. 5 - compensation for the decrease in the volume of the dielectric fluid at the lowest operating temperature;

на фиг. 6 - осевой разрез варианта конструкции датчика смены воздушной среды на водную.in fig. 6 is an axial section of a design variant of the sensor for changing the air medium to the water one.

Датчик изменения среды (фиг. 1-6) содержит кожух 1 с расположенным в нем герметичным корпусом, содержащим корпусные детали 2, 3. В корпусных деталях 2, 3 с образованием внутренних объемов закреплены на кронштейнах 4 встречно друг к другу упругие мембраны 5. На мембранах 5 в их центрах на внешних поверхностях закреплены консольно U- образные упругие контакты 6, например, приварены, поджатые свободными концами к закрепленным также на мембранах 5 упорам 7 (фиг. 1). Ход центров мембран 5 до упора в кронштейны 4 при перегрузочном давлении не превышает допустимый упругий прогиб свободного конца каждого упругого контакта 6. Мембраны 5, прижатые к кронштейнам 4, исключают дальнейший прогиб упругих контактов 6, вследствие чего после действия перегрузочного давления упругие контакты 6 не имеют остаточных деформаций (сохраняют свою форму и пространственное расположение точек контактирования).The sensor for changing the environment (Fig. 1-6) contains a casing 1 with a sealed casing located in it, containing body parts 2, 3. In the body parts 2, 3 with the formation of internal volumes, elastic membranes 5 are fixed on brackets 4 opposite to each other. the membranes 5 in their centers on the outer surfaces are fixed cantilever U-shaped elastic contacts 6, for example, welded, pressed by the free ends to the stops 7 also fixed on the membranes 5 (Fig. 1). The stroke of the centers of the membranes 5 against the stop in the brackets 4 at overload pressure does not exceed the permissible elastic deflection of the free end of each elastic contact 6. The membranes 5, pressed against the brackets 4, exclude further deflection of the elastic contacts 6, as a result of which, after the action of the overload pressure, the elastic contacts 6 do not have permanent deformations (retain their shape and spatial arrangement of points of contact).

Упругие контакты 6, закрепленные на мембранах 5, взаимно развернуты примерно на 90° для обеспечения стабильного точечного контактирования и исключения изменения взаимного расположения. Мембраны 5 при росте гидростатического давления прогибаются навстречу друг к другу (сближаются).Elastic contacts 6, fixed on the membranes 5, are mutually rotated by about 90 ° to ensure stable point contact and avoid changes in relative position. Membranes 5 with an increase in hydrostatic pressure bend towards each other (approach).

Кронштейны 4 установлены на втулках 8, изолированных стеклоприпоем 9 от корпусных деталей 2, 3. Каналы 10, выполненные в корпусной детали 3, обеспечивают подвод контролируемых давлений во внутренние полости мембран 5. Дополнительный канал 10 (не указан позицией на чертеже) используется для размещения соединительного провода.Brackets 4 are installed on bushings 8, insulated with glass solder 9 from body parts 2, 3. Channels 10 made in body part 3 provide supply of controlled pressures to the inner cavities of membranes 5. An additional channel 10 (not indicated by the position in the drawing) is used to accommodate the connecting wires.

На торце кожуха 1 закреплены крышки 11 и 12. Между крышками 11 и 12, закреплена упругая герметичная эластичная перегородка 13, отделяющая внутренний объем кожуха 1 от внешней среды. Перегородка 13 выполнена из эластичного материала, например резины, для исключения значительного уменьшения передаваемого на мембраны 5 давления. Примыкающие к эластичной перегородке 13 поверхности 14 крышек 11, 12 выполнены с плавно увеличивающейся от места закрепления до центра эластичной перегородки 13 глубиной. В крышках 11, 12 выполнены каналы 15 для передачи давления. Объемы 16 с обеих сторон эластичной перегородки 13 превышают температурные изменения объема диэлектрической жидкости 17, имеющей диапазон рабочих температур, превышающий диапазон температур эксплуатации датчика. Диэлектрическая жидкость 17 полностью заполняет внутренний объем кожуха 1 и мембран 5. Расположение эластичной перегородки 13 при максимальной положительной температуре показано на фиг. 4, при минимальной отрицательной температуре - на фиг. 5. При этом объем 18 герметичного корпуса, с размещенными упругими контактами 6, заполнен осушенным газом с точкой росы ниже нижнего диапазона температуры эксплуатации датчика.At the end of the casing 1, covers 11 and 12 are fixed. Between the covers 11 and 12, an elastic sealed elastic partition 13 is fixed, separating the inner volume of the casing 1 from the external environment. The baffle 13 is made of an elastic material, such as rubber, in order to avoid a significant decrease in the pressure transmitted to the membranes 5. The surfaces 14 of the covers 11, 12 adjacent to the elastic partition 13 are made with a depth that gradually increases from the attachment point to the center of the elastic partition 13. In the covers 11, 12 channels 15 are made for transmitting pressure. The volumes 16 on both sides of the elastic septum 13 exceed the temperature changes in the volume of the dielectric liquid 17 having an operating temperature range that exceeds the operating temperature range of the sensor. The dielectric liquid 17 completely fills the internal volume of the casing 1 and membranes 5. The location of the elastic baffle 13 at the maximum positive temperature is shown in FIG. 4, at a minimum negative temperature - in Fig. 5. In this case, the volume 18 of the sealed housing, with placed elastic contacts 6, is filled with dried gas with a dew point below the lower operating temperature range of the sensor.

Заполнение объема 18 с размещенными упругими контактами 6 осушенным газом с точкой росы ниже нижнего диапазона температуры эксплуатации датчика исключает выпадение росы и водяного конденсата в объеме с размещенными упругими контактами и отказ датчика вследствие этого.Filling the volume 18 with the placed elastic contacts 6 with dried gas with a dew point below the lower operating temperature range of the sensor excludes the loss of dew and water condensate in the volume with the placed elastic contacts and the failure of the sensor as a result.

Использование жидкости 17 с рабочим диапазоном температур эксплуатации, превышающим диапазон температур эксплуатации датчика, исключает отказ датчика после пребывания при низких и высоких температурах внешней среды в диапазоне температур эксплуатации.The use of liquid 17 with an operating temperature range of operation exceeding the operating temperature range of the sensor excludes the sensor failure after being at low and high ambient temperatures in the operating temperature range.

Диэлектрическая жидкость 17 (вследствие своей не электропроводности) исключает электрическую цепь между мембранами 5 до замыкания упругих контактов 6.Dielectric fluid 17 (due to its non-electrical conductivity) excludes the electrical circuit between the membranes 5 until the elastic contacts 6 are closed.

Датчик по фиг. 1 обеспечивает замыкание контактов 6 при переходе, например, из водной среды в воздушную. Датчик по фиг. 6 обеспечивает замыкание контактов 6 при переходе, например, из воздушной среды в водную. Контакты 6 датчика по варианту исполнения фиг. 6 выполнены на мембранах 5 за одно целое. Различия вариантов исполнения датчиков фиг. 1 и фиг. 6 только в конструкции контактов 6.The sensor of FIG. 1 ensures the closure of contacts 6 during the transition, for example, from an aqueous medium to an air one. The sensor of FIG. 6 ensures the closure of contacts 6 during the transition, for example, from air to water. The sensor contacts 6 according to the embodiment of FIG. 6 are made on membranes 5 in one piece. The differences in the sensor versions of FIG. 1 and FIG. 6 only in contact design 6.

Соединение датчика с внешними электрическими цепями объекта применения осуществляется через токовыводы 19, установленные на деталь 20 кожуха 1 на изоляторах 21. Штенгель 22 предназначен для заполнения внутреннего объема кожуха датчика при его изготовлении диэлектрической жидкостью 17. Штенгель 22 в процессе изготовления датчика обжимается и герметизируется.The sensor is connected to the external electrical circuits of the object of application through current leads 19 mounted on the part 20 of the casing 1 on insulators 21. The shtengel 22 is designed to fill the inner volume of the sensor casing during its manufacture with a dielectric liquid 17. The shtengel 22 is crimped and sealed during the sensor manufacturing process.

Проводами 23 и 24 обеспечивается электрическое соединение кронштейнов 4 с соответствующими токовыводами 19.Wires 23 and 24 provide the electrical connection of the brackets 4 with the corresponding current leads 19.

Токовыводы 19 с установленными проводами 23, 24 герметизируются с торцов сваркой.Current leads 19 with installed wires 23, 24 are sealed from the ends by welding.

Датчик смены среды работает следующим образом.The medium change sensor works as follows.

В воздушной среде контакты 6 датчика для варианта исполнения по фиг. 1 замкнуты (фиг. 3), в водной среде - разомкнуты (фиг. 2). При переходе из водной среды в воздушную гидростатическое давление прекращает воздействовать на эластичную перегородку 13, а следовательно и на мембраны 5, которые принимают первоначальную форму, замыкая контакты 6.In air, the sensor contacts 6 for the embodiment of FIG. 1 are closed (Fig. 3), in an aqueous medium - open (Fig. 2). When passing from an aqueous medium to an air medium, the hydrostatic pressure stops acting on the elastic partition 13, and therefore on the membranes 5, which take their original shape, closing the contacts 6.

При последующем переходе из воздушной среды в водную на эластичную перегородку 13 действует гидростатическое давление, которое передается практически без изменения через диэлектрическую жидкость 17 на мембраны 5, которые, упруго деформируясь, размыкают контакты 6. При этом упругими характеристиками мембран 5 возможно обеспечение замыкания контактов 6 на незначительной глубине (практически на границе раздела сред).During the subsequent transition from air to water, the elastic partition 13 is affected by hydrostatic pressure, which is transmitted practically unchanged through the dielectric fluid 17 to the membranes 5, which, elastically deforming, open the contacts 6. In this case, the elastic characteristics of the membranes 5 can ensure that the contacts 6 are closed on insignificant depth (practically at the interface between the media).

При увеличении или уменьшении объема диэлектрической жидкости 17 из-за изменения температуры окружающей среды эластичная перегородка 13 прогибается, компенсируя изменения объема. Объемы 16 с каждой стороны эластичной перегородки 13 достаточны для этой компенсации.With an increase or decrease in the volume of the dielectric liquid 17 due to a change in the ambient temperature, the elastic partition 13 bends, compensating for the volume changes. The volumes 16 on each side of the elastic septum 13 are sufficient for this compensation.

Плавно изменяющаяся глубина примыкающих к эластичной перегородке 13 поверхностей 14 и выполнение в крышках 11, 12 каналов 15 с малым диаметром исключает разрушение эластичной перегородки 13 при действии значительных гидростатических давлений. Поверхности 14 могут быть, например сферическими.The smoothly varying depth of the surfaces 14 adjacent to the elastic partition 13 and the execution of channels 15 with a small diameter in the covers 11, 12 excludes the destruction of the elastic partition 13 under the action of significant hydrostatic pressures. Surfaces 14 can be, for example, spherical.

В воздушной среде контакты 6 датчика для варианта исполнения по фиг. 6 разомкнуты, а в водной среде - замкнуты.In air, the sensor contacts 6 for the embodiment of FIG. 6 are open, and closed in the aquatic environment.

Датчики работоспособны в различных водных средах, в том числе в морской воде. Морская вода, являющаяся проводником, в заявляемом датчике непосредственно не взаимодействует с мембранами 5, кронштейнами 4 и втулками 8 (являющимися элементами электрической цепи при замыкании и размыкании контактов 6) за счет организации промежуточного объема датчика, заполненного диэлектрической жидкостью 17.The sensors are efficient in various water environments, including seawater. Seawater, which is a conductor, in the inventive sensor does not directly interact with membranes 5, brackets 4 and bushings 8 (which are elements of an electric circuit when contacts 6 are closed and opened) due to the organization of an intermediate volume of the sensor filled with a dielectric liquid 17.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволит создать датчик смены среды с малой погрешностью срабатывания и повышенной надежностью. Заявляемый датчик смены среды может быть реализован массой в 60 г и объемом не более 20 см3.Thus, the claimed technical solution will make it possible to create a sensor for changing the medium with a low response error and increased reliability. The inventive medium change sensor can be implemented with a mass of 60 g and a volume of not more than 20 cm 3 .

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:The information provided indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- заявляемый датчик смены среды предназначен для использования в системах автоматики объектов, погружаемых в водную среду;- the inventive medium change sensor is intended for use in automation systems for objects immersed in an aqueous medium;

- заявляемый датчик при использовании способен обеспечить надежное срабатывание при смене внешней среды;- the inventive sensor, when used, is capable of providing reliable operation when the external environment changes;

- для заявляемого датчика в том виде, в котором он охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the inventive sensor in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed using the means and methods described in the application and known before the priority date.

Следовательно, заявленный датчик смены среды соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the declared sensor of the change of medium meets the condition of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Датчик смены среды, содержащий кожух с расположенным в нем герметичным корпусом, в котором с образованием внутренних объемов закреплены встречно друг к другу мембраны с упругими контактами в центре на внешних поверхностях, отличающийся тем, что он снабжен закрепленными на торце кожуха крышками, между которыми расположена герметичная эластичная перегородка, внутренний объем мембран и кожуха полностью заполнен диэлектрической жидкостью с диапазоном рабочих температур, превышающим диапазон температур эксплуатации датчика, и отделен от внешней среды герметичной эластичной перегородкой, а поверхности крышек, обращенные к герметичной эластичной перегородке, выполнены с плавно увеличивающейся от места закрепления к центру эластичной перегородки глубиной и имеют каналы для передачи давления, при этом объемы, образуемые примыкающими поверхностями крышек и эластичной перегородки, превышают температурные изменения объема диэлектрической жидкости в диапазоне температур эксплуатации датчика.1. A medium change sensor containing a casing with a sealed casing located in it, in which, with the formation of internal volumes, membranes with elastic contacts in the center on the outer surfaces are fixed opposite to each other, characterized in that it is equipped with covers fixed at the end of the casing, between which a sealed elastic baffle is located, the inner volume of the membranes and the casing is completely filled with a dielectric liquid with a range of operating temperatures exceeding the operating temperature range of the sensor, and is separated from the external environment by a sealed elastic baffle, and the surfaces of the covers facing the sealed elastic baffle are made with a smoothly increasing from place fixing to the center of the elastic septum with a depth and have channels for pressure transmission, while the volumes formed by the adjacent surfaces of the covers and the elastic septum exceed the temperature changes in the volume of the dielectric liquid in the temperature range of the sensor operation. 2. Датчик смены среды по п. 1, отличающийся тем, что объем герметичного корпуса с размещенными упругими контактами заполнен осушенным газом с точкой росы ниже нижнего диапазона температуры эксплуатации датчика.2. The medium change sensor according to claim 1, characterized in that the volume of the sealed housing with placed elastic contacts is filled with dried gas with a dew point below the lower operating temperature range of the sensor.
RU2020110946A 2020-03-16 2020-03-16 Medium change sensor RU2739215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110946A RU2739215C1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Medium change sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110946A RU2739215C1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Medium change sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739215C1 true RU2739215C1 (en) 2020-12-22

Family

ID=74062908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020110946A RU2739215C1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Medium change sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739215C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771887C1 (en) * 2021-07-14 2022-05-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Surface sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3313033C1 (en) * 1983-04-12 1984-08-02 Helba Elektronik-Baugruppen Gmbh & Co Kg, 5628 Heiligenhaus Acceleration limit-value switch
DE3789860T2 (en) * 1986-12-23 1994-09-01 Texas Instruments Inc Electrical switch with two response conditions.
DE69705488T2 (en) * 1996-12-20 2002-04-25 Eaton Corp., Cleveland Block mounting of a pressure switch insert
RU2617708C1 (en) * 2016-02-15 2017-04-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Executive switching device
RU2691158C1 (en) * 2018-09-06 2019-06-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Hydrostatic switch

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3313033C1 (en) * 1983-04-12 1984-08-02 Helba Elektronik-Baugruppen Gmbh & Co Kg, 5628 Heiligenhaus Acceleration limit-value switch
DE3789860T2 (en) * 1986-12-23 1994-09-01 Texas Instruments Inc Electrical switch with two response conditions.
DE69705488T2 (en) * 1996-12-20 2002-04-25 Eaton Corp., Cleveland Block mounting of a pressure switch insert
RU2617708C1 (en) * 2016-02-15 2017-04-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Executive switching device
RU2691158C1 (en) * 2018-09-06 2019-06-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Hydrostatic switch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771887C1 (en) * 2021-07-14 2022-05-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Surface sensor
RU2853458C1 (en) * 2025-08-06 2025-12-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Threshold pressure sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4150270A (en) Encapsulated high voltage switching device
US9362072B2 (en) Magnetic float switch
RU2013144057A (en) UNDERWATER FUSE ASSEMBLY
CN105408980A (en) Subsea fuse
PL179154B1 (en) Probe to control the liquid level in the tank. PL PL PL
EP3413319B1 (en) Oil filled power bushing with pressure compensation by bellow
US10320208B2 (en) Electricity storage device
CN101883918A (en) Integrated pressure and level sensor for coolant and engine comprising such a sensor
US4540891A (en) High current float switch
RU2739215C1 (en) Medium change sensor
KR102437952B1 (en) pressure sensor
US2468512A (en) Switch mechanism
CN222281875U (en) A low leakage current reed relay and semiconductor testing equipment
CA3129588C (en) Electrode terminal assembly for liquid quality meter apparatus and liquid quality meter apparatus comprising same
CN220020984U (en) Pressure switch and water purification equipment
US7977591B2 (en) Liquid level monitor including electromechanical float switch having reduced liquid migration into the switch
US3263049A (en) Miniaturized, vibration resistant, thermally responsive electrical switch
RU2691158C1 (en) Hydrostatic switch
KR100436808B1 (en) Fluid pressure response electric switch and method for assembling same
US20020130022A1 (en) Compact, sealed pressure switch
EP3182438B1 (en) Subsea pressure resistant housing for an electric component
CN211605017U (en) Temperature control switch and temperature control device
CN109638776B (en) Power supply controller capable of automatically powering off after water immersion
CN211452747U (en) Liquid immersion sensor
JP2017084742A (en) Power storage device manufacturing method