Устройство для измерения скорости газового потока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащее искровой разрядник, один из электродов которого соединен с зажимом высоковольтного импульсного генератора, а другой заземлен, приемник заряженных частиц, расположенный на известном расстоянии от искрового разрядника и подключенного выходом к первому входу триггера, второй вход которого соединен с высоковольтным импульсным генератором, а выход - с регистратором , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, приемник заряженных частиц выполнен в виде второго искрового разрядника, электроды которого соединены параллельно с электродами первого искрового разрядника, при этом соотношение величин искровых промежутков искровых разрядников выбраны из условия Е2(Ь15-1,35), а с где и 2 величины искровых промежутков первого и второго искровых разрядников соответственно. -о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) 3(б1) С 01 Р 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ йМм.:-,) ) „

e,tÅ, = (1,15-1,35), где Е„и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3540879/18-10 (22) 17.01.83 (46) 07.08.84. Бюл. У 29 (72) Н.M. Бондарь, Е.M. Добрынин, А.Т. Лаврова и В.Н. Чубиков (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. С. Орджоникидзе (53) 532.574(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

N - 1402856, кл. G 1 N, 1975.

2. Патент США Ф 4152935, кл. С 01 F 1/56, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СК0Р0СТН ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащее искровой разрядник, один из электродов которого соединен с зажимом высоковольтного импульсного генератора, а другой заземлен, приемник заряженных частиц, расположенный на известном расстоянии от искрового разрядника и подключенного выходом к первому входу триггера, второй вход которого соединен с высоковольтным импульсным генератором, а выход — с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, приемник заряженных частиц выполнен в виде второго искрового разрядника, электроды которого соединены параллельно с электродами первого искрового разрядника, при этом соотношение величин искровых промежутков искровых разрядников выбраны из условия — величины искровых проме2 жутков первого и второго искровых разрядников соответственно.

1107057

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости или объемного расхода потока газа.

Известно устройство для измерения 5 скорости потока газа, содержащее первую пару электродов для создания ионной метки и на некотором определенном расстоянии от нее вторую пару электродов для приема ионной метки, связанную через детектор и триггер с импульсным генератором, выход которого подсоединен к первой паре электродов, в силу чего частота импульсов будет характеризовать скорость потока и измеряться частотомером 13.

Недостатком этого устройства является невысокая надежность, заклю,чающаяся в остановке работы при пропуске одной из меток приемными элект- 2о родами.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для .измерения скорости газового потока, содержащее искровой разрядник, один из электродов которого соединен с зажимом высоковольтного генератора, а другой заземлен, приемник заряженных частиц, расположенный на известном расстоянии от искрового разрядника и подключен- ЗО ного выходом к первому входу триггера, второй вход которого соединен с высоковольтным импульсным генератором, а выход — с регистратором (2 ).

Поскольку в известном устройстве искровые разрядники (источник и приемник метки) подсоединены к генератору высокого напряжения последовательно, то недостатками устройства являются низкая надежность из-за случайного 4О пропуска метки приемными электродами, приводящая к останову схемы, а также низкая точность при измерении небольших скоростей потока.

Цель изобретения — повьш.ение точ45 ности и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве д»я измерения скорости газового потока, содержащем искровой разрядник, один из электро- 50 дов которого соединен с зажимом высоковольтного импульсного генератора, а другой заземлен,приемник заряженных частиц, расположенный на известном расстоянии от искрового разрядника 55 и подключенного выходом к первому входу триггера, второй вход которого соединен с высоковольтным импульсным генератором, а выход с регистрато ром, приемник заряженных частиц выполнен в виде второго искрового разрядника, электроды которого соединены параллельно с электродами первого искрового разрядника, при этом соотношение величин искровых промежутков искровых разрядников выбраны из условия где 11 и 1 — величины искровых промежутков первого и второго искровых разрядников соответственно.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1, нагрузочные сопротивления 2 и 3, распбложенные на расстоянии один от другого искровые разрядники 4 и 5, генератор 6 высокого напряжения большой частоты, подсоединенный к одним клеммам разрядников, другие клеммы ,которых связаны с двухвходовым триггером 7, подключенным к регистратору (частотомеру) В. Величина искрового промежутка разрядника 5 в 1,15-1,35 раза больше искрового промежутка искрового разрядника 4.

Устройство работает следующим образом.

Пусть газ движется в корпусе 1 со скоростью U . .Поскольку искровой промежуток разрядника 4 меньше искрового промежутка разрядника 5, то при включении генератора 6 работать будет только разрядник 4, образуЙ цепочку ионных меток в потоке. Как только передний фронт образующейся при движении газа непрерывной ионизированной цепочки меток от разрядника 4 достигнет через время t = L/Ч разрядника 5, сопротивление искрового промежутка разрядника 5 значительно понизится и станет меньше сопротивления искрового промежутка разрядника 4. Генератор начнет разряжаться только через разрядник 5 также в течение времени

= /V, пока не пройдет последняя метка. Затем цикл за время Т = 2 повторится. Электрические сигналы разрядников 4 и 5 поступают на входы триггера

7 соответственно с нагрузочных сопротивлений 2 и 3. Триггер, срабатывая от каждых первых импульсов, на входе

1 формирует сигнал с частотой

Составитель IO. Власов

Редактор А. Козориз Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Тяско

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5751/31

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з . 110705

I которая является линейной функцией скорости Ч и замеряется частотомером 8.

Из теории и практики разрядных устройств установлено, что случайный- g разброс напряжения при одинаковых рас стояниях искровых промежутков составляет около 5Х а снижение электрической прочности промежутка приемных разрядников при наличии высокочастот- 1О ных ионизированных меток — около 50Х.

Вследствие этого устройство работоспособно с учетом запаса в 10-15Х при величине искрового промежутка разрядника 5 не менее чем в 1,15 и 15 не более чем в 1 35 раза больше искрового промежутка разрядника 4.

При невыполнении первого условия может произойти ложное срабатывание разрядника 5, при невыполнении второ- рб го — разрядник 5 может вообще не сработать при прохождении меток. Час7 4 тота генератора выбирается такои, чтобы при максимальной скорости Ч потока любые соседние метки приходили к разряднику 5 без разрыва друг

iIAA с другом %э=--, где 0 — ширина метэ р ки.

По сравнению с известным устройст.— вом использование в предлагаемом высокочастотных электрических разрядов позволяет повысить точность преобразования скорости потока путем уменьшения интервала дискретизации, обратно пропорционального частоте им пульсов. При малых скоростях потока повышение точности связано с увеличением количества импульсов f> за один цикл преобразования. Надежность устройства увеличивается в связи с постоянной работой одного из разрядников путем их параллельного включения в противовес к последовательному в известном устройстве.