Приемное устройство термоанемометра

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерений за счет линеаризации вы6 4 ходной характеристики устройства. Чувствительный элемент 5, закрепленный на концах иглообразных электродов 4, размещен во внутреннем канале камеры 6 торможения. Увеличение измеряемой скорости вызывает перемещение камеры 6, в результате которого чувствительный элемент 5 оказывается в узком сечении камеры 6. В результате происходит рост местной скорости обтекания потоком чувствительного элемента 5, приводящий к выхолаживанию выходной характеристики термоанемометра. Внутренний канал подпружиненной камеры 6 спрофилирован по определенному закону. 3 ил. 7 If. t30 /ч . 5 J CPU2.1 : ///////////// // /// кАЛЛЛХХХ X XXX X хХ: КХХХХХ ХхХхХ 666 5 X oooooo55 o vwsXXX ЛХДХХХХХХХХХХХ со N3 СО Х) 05 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 Р 5 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4019582/24-10 (22) 09.12.85 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (72) В. С. Мозин и Б. Л. Резников (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 480980, кл. G 01 P 5/12, 1972, Авторское свидетельство СССР № 512430, кл. G 01 P 5/12, 1974. (54) ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕРМОАНЕМОМЕТРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерений за счет линеаризации вы„„SU„, 1323963 А ходной характеристики устройства. Чувствительный элемент 5, закрепленный на концах иглообразных электродов 4, размещен во внутреннем канале камеры 6 торможения.

Увеличение измеряемой скорости вызывает перемещение камеры 6, в результате которого чувствительный элемент 5 оказывается в узком сечении камеры 6. В результате происходит рост местной скорости обтекания потоком чувствительного элемента 5, приводящий к выхолаживанию выходной характеристики термоанемометра. Внутренний канал подпружиненной камеры 6 спрофилирован по определенному закону. 3 ил.

l 323963

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газового или жидкостного потока.

Цель изобретения — снижение погрешности измерения скорости за счет линеаризации выходной характеристики термоанемометра.

На фиг. 1 изображена схема приемного устройства термоанемометра; на фиг. 2 и 3— диаграммы, поясняющие принцип действия устройства.

Приемное устройство содержит державку 1, с помощью которой оно вводится в исследуемый поток, направляющую трубку 2, неподвижно закрепленную на державке.

Внутрь направляющей трубки вставлен изолятор 3, внутри которого проходят два иглообразных электрода 4. К концам электродов крепится чувствительный элемент 5 (например, бусинковый терморезистор) . Чувствительный элемент находится во внутреннем канале камеры 6 торможения, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль направляющей трубки и подпирается пружиной 7. Чувствительный элемент с помощью электродов включается в электрическую схему термоанемометра (не показана).

Выходная характеристика термоанемометра представляет собой нелинейную функцию, известную под названием закона Кинга.

В устройстве чувствительный элемент находится внутри камеры торможения, в которой местная скорость связана с изменяемой скоростьк> невозмущенного потока.

Суммарная выходная характеристика термоанемометра, чувствительный элемент которого находится в данном устройстве, должна быть линейной. Это достигается в устройстве тем, что камера торможения выполнена перемещающейся относительно чувствительного элемента, а внутренний ее канал спрофилирован по закону, определяемому выходной характеристикой нелинеаризованного термоанемометра, аэродинамическими характеристиками камеры торможения и характеристиками пружины.

Закон профилирования внутреннего канала камеры торможения находится следующим образом.

Выходная характеристика термоанемометра выражается законом Кинга. Линеаризованная характеристика должна иметь вид

U,,=D.V . (1)

Для обеспечения этой зависимости устройство должно обеспечивать связь между местной скоростью V„è измеряемой скоростью

V в виде

V„— Е. 1/"

Требуемый закон изменения площади поперечного сечения внутреннего канала может быть найден из уравнения неразрызности газодинамического течения

S(x)= V() D/ V„ (3) где S — скорость невозмущенного потока;

V„— местная скорость обтекания потока термочувствительного элемента;

So — площадь входного отверстия камеры торможения.

После подстановки (2) и (3) получаем

S(x)=Soy )/"/Е. (4)

Скорость невозмущенного потока, вызывающего перемещение камеры торможения, находится из уравнения равенства аэродинамической силы

Е =C Р == S. (5) где C„,— коэффициент аэродинамического сопротивления; максимальная площадь поперечного сечения камеры торможения; плотность среды газового или жидкостного потока и силы сжатия пружины

Sa—

20 р—

F„,=К„„- Х. (6) где К„, — коэффициент жесткости пружины;

Х вЂ” осевое перемещение (осевой размер).

В результате преобразований получаем

Устройство работает следующим образом.

При увеличении скорости V камера торможения под воздействием аэродинамических сил сдвигается назад. При этом чувствительный элемент оказывается в более узком сечении камеры торможения. Рост местной скорости происходит за счет двух факторов — роста измеряемой скорости V и сужения местного сечения внутреннего канала.

Линейность выходной характеристики достигается за счет компенсации снижения роста выходной характеристики термоанемометра вследствие ее выхолаживания (фиг. 2) соответству ющим увеличением роста местной скорости (фиг. 3). (7)

После подстановки (7) в (4) имеем окончательное выражение

S(s)=c.Sn(— — — - /" " " (8) (; рS„„.

Величины n, D, Е и С являются эмпирическими коэффициентами или их комплексами.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет выполнения камеры торможения

40 перемещающейся и с профилированным внутренним каналом позволяет получить точную линеаризацию выходной характеристики термоанемометра и этим снизить погрешность измерения.

1323963

Формула изобретения

Ъых

Составитель Ю. Власов

Редактор Е. Конча Техред И. Верес Корректор Л. Патай

3а каз 2960/49 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Приемное устройство термоанемометра, содержащее чувствительный элемент, установленный в проточной камере, выполненной в виде направляющей трубки и камеры торможения с расширяющимся внутренним каналом, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешностей за счет линеаризации выходной характеристики термоанемометра, камера торможения выполнена с возможностью перемещения вдоль направляющей трубки и подпружинена, при этом ее внутренний канал спрофилирован по закону, задаваемому выражением

» н — з л

S(x)=c5„(— = — ""- )"

С,з р5» где S(x) — площадь поперечного сечения внутреннего канала;

5 Яо — площадь входного отверстия внутреннего канала;

S»m — максимальная площадь поперечного сечения камеры тормбжения.

ʄ— коэффициент жесткости пружиныC„— коэффициент аэродинамического сопротивления камеры торможения; р — плотность среды;

Х вЂ” осевой размер; с, п — эмпирические коэффициенты.