емкостный преобразователь давления

Формула изобретения

1. ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, в котором жестко по периметру закреплена мембрана, образующая герметичную камеру, сообщаемую с входным отверстием, подвижный электрод, размещенный над мембраной, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен размещенным над подвижным электродом неподвижным электродом, выполненным в форме усеченного конуса, основание которого по периметру жестко соединено с конусом, а вершина направлена в сторону мембраны, при этом форма неподвижного электрода конгруэнта форме подвижного электрода, который вершиной жестко соединен с мембраной, выполненной в виде концентрично размещенных гофров.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что по периметру основания подвижного электрода выполнен буртик, вершин которого направлена в сторону мембраны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к емкостным преобразователям, и может быть использовано в медицине для измерения артериального давления крови человека.

Известно устройство для измерения давления, содержащее мембрану, образующую одну из обкладок конденсатора, защемленную между двух корпусных деталей и электрод расположенный напротив, который является второй обкладкой конденсатора [1]

Основным недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная жесткостью мембраны и большой инерционностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является емкостный датчик давления, содержащий корпус, на котором жестко закреплена по контуру мембрана, выполненная в виде упругой пластины и образующая с корпусом герметичную камеру, металлический электрод, выполненный в виде диска, и электрически изолированный от мембраны и соединенный с ней посредством штифта штуцер, предназначенный для подачи в камеру среды, давление которой необходимо измерить [2]

Известный датчик имеет более высокую точность по сравнению с ранее описанным, однако основным недостатком его является низкая чувствительность, обусловленная большой инерционностью, которая вызвана относительно большим весом подвижных элементов (элементы крепления мембраны с электродом, наличие на электроде изоляционного слоя); малой площадью токопроводящих зон электрода и мембраны.

Кроме того, описанный емкостный датчик имеет низкую технологичность обусловленной наличием большого числа вспомогательных элементов, их креплением между собой, что в процессе сборки приводит к увеличению числа датчиков, у которых наблюдается большой разброс технических параметров.

Технический результат увеличение рабочей площади электрода и мембраны достигается тем, что емкостный преобразователь давления, содержащий корпус, в котором жестко по периметру закреплена мембрана, образующая герметичную камеру, сообщенную с входным отверстием, подвижный электрод, размещенный над мембраной, дополнительно снабжен размещенным над подвижным электродом неподвижным электродом, имеющим форму усеченного конуса, основание которого по периметру жестко соединено с корпусом, а вершина направлена в сторону мембраны, причем подвижный электрод повторяет форму неподвижного электрода, вершиной жестко соединен с мембраной, которая выполнена в виде концентрично расположенных гофров.

Кроме того, основание подвижного электрода по периметру имеет буртик, направленный в сторону мембраны.

На фиг.1 представлен общий вид емкостного преобразователя давления разрез; на фиг.2 то же, при поданной измерительной среде в герметичную камеру.

Емкостный преобразователь давления содержит корпус 1, в котором посредством крышки 2 жестко закреплена мембрана 3, выполненная в виде концентрично расположенных гофров, которая образует герметичную камеру 4, подвижный электрод 5, имеющий форму усеченного конуса, вершина которого жестко соединена с мембраной 3, а основание имеет буртик 6, неподвижный электрод 7, установленный над подвижным электродом 5 и повторяющий его форму. Основание неподвижного электрода 7 по периметру посредством крышки 2 жестко соединено с корпусом 1, а вершина направлена в сторону мембраны 3. Штуцер 8 предназначен для подачи в камеру 4 среды, давление которой необходимо измерить, а электрические проводники 9 и 10 служат для подключения мембраны 3 и электрода 7 к измерительной схеме.

Мембрана 3 выполнена из берилиевой бронзы, на которой для сохранения стабильных параметров проведена химико-термическая обработка.

Емкостный преобразователь давления работает следующим образом.

Среду, давление которой необходимо измерить, например давление и пульсовую волну тонов Короткова, созданные в манжете, закрепленной на руке пациента, подают в камеру 4, образованную корпусом 1 и мембраной 3, через штуцер 8. В результате этого мембрана 3 выгибается и электрод 5, жестко прикрепленный к ней по центру, меняет свое положение относительно неподвижного электрода 7. Изменение взаимного положения рабочих поверхностей мембраны 3 и электрода 5 по отношению к электроду 7 приводит к изменению емкости преобразователя, которая измеряется измерительной схемой, к которой преобразователь подключен посредством электрических проводников 9 и 10. Измеряемое изменение электрической емкости характеризует давление среды в камере 4.