Приемное устройство термоанемометра

 

1. ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕРМОАНЕМОМЕТРА , содержащее терморезистор, направляющий насадок, входная часть которого выполнена в виде конфузора, о тличающе е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростей и повышения точности измерения, внутренняя полость насадка выполнена в виде диффузорно-конфузорного перехода, причем терморезистор установлен в максимальном сечении перехода, а угол расширения диффузора выбран из соотношения d а« ч я 0 0,7 (Matco где d диаметр входного отверстия ex диффузорно-конфузорного перехода; максимальный диаметр диф voiKC фузорно-конфузорного перехода; od - угол расширен диффузора , рад. 2. Устройство по П.1, отли (Л чающееся тем, что максимальный диаметр диффузорно-конфузорного cz перехода выбран из соотношения d - - m, ЪS QI где ,4. 1 :о X) :

983. Мс кс

= m авх

К(О 7(вх )2

Й

«1ва.хс ща кс

6,х

1 1147

Изобретение относится к измерению параметров движения и предназначено для определения скорости потаков жидкости, например, в каналах гидромашин.

Известно приемное устройство термоанемометра, в котором цилиндрических насадок,с расположенным внутри терморезистором имеет входное отверс10 тие в виде конфуэора, а выходное выполнено меньшим, чем входное (1) .

Наличие входного конфузора и проток жидкости внутри насадка обеспечивают нечувствительность к измене1S нию направления вектора скорости и сохранение движения внутри насадка.

При этом скорость исследуемого потока пропорциональна скорости внутреннего заторможенного .потока.

Данное устройство позволяет не20 сколько расширить диапазон измеряемых скоростей, однако ввиду ограниченнога торможения потока внутри насадка точность и диапазон измере25 ния оказываются недостаточными при исследовании движения жидкости в реальных гидромашинах, что часто не позволяет проводить их испытания на рабочих режимах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее терморезистар, установленный в насадке конфузорнога типа f2) .- 35

Однако известйое устройство характеризуется недостаточной точностью. и ограниченным диапазоном измеряемых скоростей.

Цель изобретения — повышение 40 точности и расширение диапазона измеряемых скоростей.

Поставленная цель достигается тем, что в приемном устройстве термоанемометра, содержащем шаровой терморе- 45 зистор, направляющий насадок, вход- ная,чаеть которого вынолнена в виде конфуэора с малым диаметром большим, чем диаметр выходного отверстия насадка, внутренняя полость насад- 50 ка выполнена в виде днффузорно-конфузориого перехода,. причем шаровой ,терморезистор установлен в максимальном сечении перехода, а угол расширения диффузора выбран иэ саотноше- 55 ния где d — диаметр входного отверстия, ВХ диффузорно-конфузорнаго перехода;

d — максимальный диаметр диффузорна-конфузорного перехода; в — угол расширения диффузора.

Кроме того, максимальный диаметр диффузорно-конфузарного перехода выбран из соотношения где 16m» <2,4.

Выполнение внутренней полости насадка в виде диффузорно-конфузарного перехода позволяет обеспечить дополнительное торможение потока вследствие его расширения внутри насадка. Установка шарового терморезистора в максимальном сечении перехода обеспечивает обтекание его максимально заторможенным потоком, скорость которого пропорциональна скорости основного исследуемого потока жидкости. При этом насыщение термоанемометра происходит при значительных скоростях исследуемого потока с высокой теплоемкостью и плотностью, что позволяет существенно (в три раза по сравнению с прототипом) расширить диапазон измеряемых скоростей.

Выполнение угла расширения диффузорной части насадка, удовлетворяющим соотношению позволяет обеспечить безотрьтвное течение патока внутри насадка, чта уменьшает пульсационные составляющие скорости и увеличивает точность измерения. Соотношение для выбора угла расширения хорошо согласуется с результатами исследования течения жидкости в диффуэорах.

Выбор максимального диаметра диффузарно-конфузорного перехода насадка из соотношения обеспечивает на эпюре скоростей потока внутри насадка "пятно" равных по сечению скбростей.

Это позволяет без ущерба для точности измерений снизить требования

1147983 мсО 7(и" )

440kc что обеспечивает безотрывное течение потока внутри насадка и уменьша ет пульсационные составляющие скорости., Для снижения требований к точности установки головки шарового терморезистора 4 и обеспечения постоянства скорости его обтекания максимальный диаметр диффузорно-конфузорного перехода удовлетворяет соот-, ношению

d макс вк где 1(шс 2; 4.

Шаровой .терморезистор с помощью теплостойкого клея 5 закреплен в основании 6, внутри которого проходят токоведущие провода 7 ° Насадок

$5 к точности установки миниатюрной головки терморезистора, например шарового, по оси насадка, а также гарантирует сохранение, постоянства скорости обтекания терморезистора даже при некоторой деформации зпюры скоростей потока внутри насадка.

В результате .повьппается точность измерения и обеспечивается стабильность тарировочной характеристики

1О прибора. °

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое приемное устройство -термоанемометра на фиг. 2 — характеристики предлагаемого устройства (пунктир) и прототипа (сплошные линии) .

Приемное устройство включает в себя насадок 1, входная часть которого для обеспечения нечувствительнос ти к изменению направления вектора ! скорости выполнена в виде конфузора

2. Для обеспечения торможения потока внутри насадка малый диаметр конфузора выполнен большим, чем выходное отверстие насадка дп, . Внутрен-! няя полость насадка для дополнительного торможения потока выполнена в виде диффузорно-конфузорного перехода 3. В максимальном сечении диффу- ЗО зорно-конфузорного перехода, где скорость потока минимальная, установлен шаровой терморезистор 4.

Угол расширения диффуэора (, выбран из соотношения 35 крепит я к основанию также теплостойким клеем.

Приемное устройство работает следующим образом.

При помощи основания 6 приемное устройство устанавливается в исследуемом сечении потока, например в канале гидромашины. Исследуемый поток обтекает насадок 1 и частично проходит через внутреннюю полость насадка. Входная часть насадка, выполненная в виде конфузора 2, обеспечивает нечувствительность измерения абсолютного значения скорости при отклонении направления ее вектора от оси насадка. Поток, протекающий внутри насадка, затормаживается. за счет гидравлическогс сопротивления, обусловленного разностью входного d >,1 и выходного d>>> диаметров, а также за счет расширения в диффузорной части насадка. В максимальном сечении дчффузорно-конфузорного перехода 3, где установлен шаровой терморезистор 4, скорость потока внутри насадка минимальна, что обеспечивает чувствительность терморезистора к теплосьему при значительном диапазоне скоростей основного, исследуемого, потока, обтекающего насадок 1.

В процессе измерения абсолютного значения скорости возможна некоторая деформация эпюры скоростей потока внутри насадка, обусловленная изменением направления вектора скорости относительно оси насадка.

Однако наличие "пятна" равных скоростей на зпюре обеспечивает нечувствительность прибора к этому фактору и сохранение точности измерения скорости. Описанная геометрия диффузорной части насадка обеспечивает в процессе измерения беэотрывное течение потока, сохранение эпюры скоростей внутри насадка и, как следствие, стабильность тарировочной характеристики. Изменение электрического сопротивления терморезистора 2 при изменении скорости потока, обтекающего его, приводит к разбалансу мостовой электрической схемы, и появление на выходе моста фиксируемого элек-. трического сигнала пропорционально величине измеряемой скорости.

Предлагаемое приемное устройство термоанемометра позволяет существенно расширить диапазон измеряемых скорос1142983

ММ

30 у g 8 10 O Я V ю!4

Составитель Ю. Мручко

Редактор Л. Веселовская ТехредО.Ващишина Корректор С. Шекмар

Заказ 1569/37 Тираж 897 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тей за счет дополнительного его торможения. Из сравнения графиков (фиг. 2) видно, что предлагаемое устройство позволяет увеличить диапазон измеряемых скоростей AV примерно в 3 раза. (диапазоны gV<, hV<, ДЧ соответствуют различным соотноЭ шениям входного и выходного диаметров прототипа). Это существенно расширяет диапазон исследования гидро. динамических передач, скорости движения жидкостей в которых при рабо,чих режимах часто превосходят значения, возможные для контроля аналогами. Предлагаемая геометрия насадка обеспечивает безотрывное течение потока в его диффузорной части, уменьшает пульсационные составляющие скорости и обеспечивает стабильность тарировочной характеристики прибора, что обусловливает повышение точности измерения.

Кроме того, в зоне установки тер10 морезистора обеспечивается наличие

Н II пятна равных скоростей потока, что снижает требования к точности уста- новки шаровой головки терморезистора и упрощает изготовление предлагаемого устройства.