NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN MÀNG KIM LOẠI ĐO ÁP SUẤT GIÁN TIẾP Ở NHIỆT ĐỘ CAO SỬ DỤNG CƠ CẤU CÂN BẰNG LỰC KHÍ NÉN

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cảm biến áp suất màng kim loại gián tiếp sử dụng cơ cấu cân bằng lực khí nén (đa tric) hoạt động ở nhiệt độ cao sử dụng trong tổ hợp LAVA. Màng đa tric được chế tạo từ hợp kim đàn hồi đặc biệt Ni36CrTiAl (36HXTЮ) có đặc tính Elinvar, đảm bảo độ ổn định mô đun đàn hồi trong dải nhiệt độ rộng. Thân đa tric được chế tạo từ thép không gỉ 08Cr18Ni10 và được hàn kín với màng bằng công nghệ hàn laser vòng kín nhằm bảo đảm độ kín khí và độ bền nhiệt. Các thử nghiệm đánh giá được thực hiện trên 70 mẫu đa tric bao gồm: kiểm tra độ suy giảm áp suất sau 24 giờ, đánh giá sai lệch áp suất so với giá trị lý thuyết ở 125 °C và thử nghiệm áp suất hơi bão hòa của nước trong hệ kín. Kết quả cho thấy độ suy giảm áp suất nằm trong giới hạn ±7 mmHg. Sai lệch giữa áp suất đo được và giá trị tính toán lý thuyết dao động từ -7,0 đến +6,8 mmHg, tương đương độ chính xác khoảng 0,35 %FS trong dải đo 0 - 2000 mmHg. Thử nghiệm áp suất hơi bão hòa trong khoảng 60 - 90 °C cho thấy sai số của đa tric luôn nhỏ hơn ±7 mmHg so với giá trị lý thuyết. Thử nghiệm đối chứng trên 320 mẫu thuốc phóng cho thấy tỷ lệ trùng khớp về phân cấp chất lượng đạt 96,9% so với đa tric Liên bang Nga. Các kết quả nghiên cứu khẳng định khả năng làm chủ công nghệ thiết kế và chế đa tric đáp ứng yêu cầu kiểm định đạn dược bằng phương pháp áp kế trên tổ hợp LAVA.

Title

RESEARCH AND MANUFACTURE OF INDIRECT METAL DIAPHRAGM PRESSURE SENSORS AT HIGH TEMPERATURES USING A PNEUMATIC FORCE- BALANCE MECHANISM

Abstract

This paper presents the research, design, and manufacturing results of indirect metal diaphragm pressure sensors (da-tric) utilizing a pneumatic force-balance mechanism for high- temperature operations within the LAVA system. The da-tric was developed using reverse engineering techniques based on an original model, combining material composition analysis, mechanical design, and the establishment of a manufacturing process suitable for domestic technological conditions. The sensor diaphragm is fabricated from a specialized Ni36CrTiAl (36HXTЮ) elastic alloy with Elinvar characteristics, ensuring elastic modulus stability across a wide temperature range. The sensor body is constructed from 08Cr18Ni10 stainless steel and is hermetically sealed to the diaphragm using closed-loop laser welding technology to ensure air-tightness and thermal durability. Evaluation tests were conducted on 70 sensor samples, including a 24-hour pressure drop test, an assessment of pressure deviation from theoretical values at 125 °C, and saturated vapor pressure testing of water in a closed system. The results indicated that the pressure drop remained within ±7 mmHg, proving that the air-tightness of the sensor structure met the required standards. The deviation between measured pressure and theoretical calculations ranged from -7.0 to +6.8 mmHg, corresponding to an accuracy of approximately 0.35% FS within the 2000 mmHg measuring range. Saturated vapor pressure tests in the 60 - 90 °C range showed that device error was consistently less than ±7 mmHg compared to theoretical values. Comparative testing on 320 propellant samples demonstrated a quality classification match rate of 96.9% compared to the reference sensors from the Russian Federation. These research results confirm the capability to master the design and manufacturing technology of high-temperature resistant metal diaphragm pressure sensors, meeting the precise measurement requirements of the LAVA system.