Способ определения шумов термоанемометрической аппаратуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ((((708231

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22} Заявлено 12,01.78 (21) 2569441/18-10 с присоединением заявки Ле (23) П риоритгт

Опубликовано 05.01.80. бюллетень Рй 1

Дата опубликования описания 08.01.80 (5l)M. Кл.

G01 P 5/08

Государственный коцитет оо делам изооретеиий и открытий (53) УДК532.57 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

О. С. Козлов, Е. Б. Копосов и В. И. Солонин

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени Н. Э, Баумана (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШУМОВ TEPNOAHENONETPH×EÑÅÎÉ

АIIIIAPAТyPbl

Изобретение относится к области из-. мерительной техники и может быть использовано при измерении характеристик турбулентности в газовых потоках с помо)цью термоанемометров.

Известны способы измерения среднеквадратичного значения пульсаций скорости газожидкостного потока, основанные на дифференцировании сигнала термоанемометра и выделении соответствующего информативного параметра $1).

Недостатком этих способов является малая точность и достаточная трудоемкость пр оцесса изме ре ний, Ближайшим по технической сущности является способ определения шумов термоанемометрической аппаратуры, заключающийся в определении на выходе аппаратуры среднеквадратичного значения переменной составляющей сигнала, генерируемого только элементами измерительной схемы, в зависимости от средней скорости потока j2).

Недостатком способа является недостаточная точность определения шумов, По предлагаемому способу датчик термоанемометра размешают в нетурбулентной молекулярно-однородной смеси

5 потоков газа и газа присадки с большей теплопроводностью, изменением ко шентрации газа присадки имитируют переменность средней скорости потока, при этом определение собственных шумов термоанемометрической аппаратуры, соответствующих различным величинам средней скорости потока, проводят при различных значениях напрюкения на нити дат15

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ определения шумов термоанемометрической аппаратуры.

Устройство содержит датчик 1 термоанемометра с чувствительным элементом, выполненным в виде нагретой тонкой металлической нити 2, который электрически связан с термоапемометром

8231 перегородку 15 гелий поступает в рабочий объем емкости, где расположена нить датчика. Вертикальный ввод гелия в рабочий обьем емкости производится с линейной скоростью порядка нескольких миллиметров в секунду. Это позволяет избежать розникновения неустойчивости смешения ..гелия и воздуха, обусловливаемой, обычно, влиянием архимедовых сил. За счет

10 молекулярной диффузии концентрация гелия в окрестности нити датчика монотонно возрастает, что приводит к увеличению теплосъема с нити, выходных на пряжений термоанемометра 3,. линеаризатора 4 и изменению уровней шумов, измеряемых вольтметрами 8 и 10, Измеряя одновременно пары напряжений вольтметрами 5 и 8; 5 и 10, получают зависимости уровней приборных шумов от напряжения на выходе линеаризатора, т.е, зависимости уровней шумов от скорости потока.

3 70

3, Существенно нелинейная зависимость выходного сигнала термоанемометра от скорости преобразуется линеариэатором 4, который обеспечивает прямую пропорциональность выходного сигнала от скорости потока. Вольтметр 5 rioстоянного тока измеряет величину постоянной составляющей выходного сигнала линеаризатора, Дифференциатор 6 выполняет дифференцирование выходного сигнала линеаризатора 4, а фильтр 7 обеспечивает требуемый при измерениях диапазон частот. Вольтметром 8 эффективного значения производятся измерения сигналов, прошедших через фильтр 7.

Фильтр 9 и вольтметр 10 эффективного значения выполняют аналогичные функции при измерениях интенсивности пульсаций.

Напряжения, измеряемые в эксперименте вольтметрами 8 и 10, требуют корректировки на уровень шумов согласно выражению,/=а = „/ г-Е е где Е, — среднее по периоду осреднеl1 ния значение квадрата пульсаций выходного напряжения, обусловленное турбулентными пульсациями;

С среднее по периоду осреднения значение квадрата пульсаций выходного напряжения, обусловленное турбулентными пульсациями и приборными шумами;

Ю „— среднее по периоду осреднения

2 значение квадрата пульсаций . выходного напряжения, обусловленное приборными шумами.

Датчик 1 с чувствительным элементом 2 находится внутри емкости 1l„в которую поступает газ присадки от баллона 12 через расходомерную шайбу 13, подводящую трубку 14 и пористую перегородку 16. В качестве рабочей смеси газов в экспериментальных исследованиях используется смесь воздух-гелий, где гелий-газ присадки.

Способ определения шумов термоанемометрической аппаратуры реализуется следующим образом.

Первоначально внутри емкости 11 находится неподвижный чистый воздух и вольтметрами 8 и 10 измеряют уровень суммарных шумов при скорости потока, равной нулю. Затем гелий от баллона 12 через расходомерную шайбу 13, подводящую трубку 14 подают в верхнюю часть емкости 11. Далее через пористую

Формула изобретения

Способ определения шумов термоанемометрической аппаратуры, заключающийся в определении на выходе аппара30 туры среднеквадратичного значения переменной составляющей сигнала, генерируемого только элементами измерительной схемы, в зависимости от средней скорости потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения шумов, датчик термоанемометра размещают в нетурбулентной молекулярно-однородной смеси потока исследуемого газа и газа присадки с большей

40 теплопроводностью, изменением концентрации газа присадки имитируют переменность средней скорости потока, при этом определение собственных шумов термоанемометрической аппаратуры, соответ45 ствуюших различным величинам средней скорости потока, проводят при различных значениях напряжения на нити датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

Ло, 488140, кл. 601 Р 5/08, 1975.

2.. Uhst uction and Бег йсе МсцюЖ Iol- Т ре 55Эо1 Аье оь е ег Unit, "ШЬК Mectron k,DK 215о, Не -меч, Зе.атаги, 19 б 8

7 08231

Составитель В. Куприянов

Редактор О. Филлипова Техред Н. Бабурка Корректор Г. Решетник Заказ 8476/38 Тираж 1019 Подписное

LIHHHHH 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