Струйный чувствительный элемент для датчика состава газа

 

СТРУЙНЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ДАТЧИКА СОСТАВА ГАЗА/ содержатий сроено расположенные питающий капилляр и приемное сопло, отличающийся тем, что, с ц елью повышения чувствительности, на входе в питающий капилляр последовательно установлены стабилизатор, выполненный в виде цилиндрического канала, диаметр которого составляет 4-7 внутренних диаметров питающего капилляра, и турбулизатор, выполненный в виде шероховатого кольца на входе в питакщий капилляр.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NNlm

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOIiAf СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3387159/18-24 (22) 29.01.82 (46) 15.06.83. Вюл. Р 22 (72) Ю. С. Курочкин и Н. Ф, Хощь

° (53) 621-525 (088.3) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 26956т7, кл. 6 06 6 5/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

В 317071, кл G 06 G 5/00, 1970 (прототий} ., (54) (57) СТРУЯНЫЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ДАТЧИЕА СОСТАВА ГАЗАр

„.SU„„1023227 A ДВ G 01 и 7/00, F 15 С 1/08 . содержащий соосно расположенные питающий капилляр и приемное сопла, отличающийся тем, что, с ц елью повышения чувствительности, на входе в питающий капилляр последовательно установлены стабилизатор, выполненный в виде цилиндрического канала, диаметр которого составляет

4-7 внутренних диаметров питающего капилляра, и турбулиэатор, выполненный в виде шероховатого кольца на входе в питающий капилляр.

1023227

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в системах пневмоавтоматики.

Известны струйные чувствительные элементы, содержащие соосно расположенные питающий капилляр и приемное сопло C13. .Такие элементы, включенные по дифференциальной схеме, позволяют по разности выходр.-х давлений судить о составе анализируемой сре« 10 ды 111. Недостатком указанных элементов является малая чувствительность к изменению состава среды из-за работы элемента в ламинарном режиме.

Наиболее близким к изобретению 5 является струйный чувствительный элемент для датчика состава газа, содержащий ооосно расположенные питающий капилляр и приемное сопло на входе в питающий капилляр последовательно установлены стабилизатор, выполненный в виде цилиндрического канала, и турбулизатор, выполненный в виде шероховатого кольца на входе в питающий капилляр(Д, Недостатком данного элемента является йизкая чувствительность к изменению входного параметра.

Цель изобретения - повышение чувствительности струйного чувствительного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в струйном чувствительном элементе для датчика состава газа, содержащем соосно расположенные питающий капилляр и приемное сопло, 35 на входе в питающий капилляр последовательно установлены стабилизатор„ выполненный в виде цилиндрического канала, диаметр которого составляет 4-7 внутренних диаметров питающего 40 капилляра, и турбулизатор, выполненный в виде шероховатого кольца на входе в питающий капилляр.

На фиг. 1 изображен предлагаемый струйный чувствительный элемент для 45 датчика состава газа, на .фиг. 2 конструкция стабилизатора и турбулизатора, на фиг. 3 - статические характеристики струйного чувствительного элемента для датчика состава газа.50

Струйный чувствительный элемент содержит корпус 1, питающий капилляр

2, на входе в который находятся стабилизатор 3 и турбулизатор 4, выполненный в виде шероховатого кольца, охватывающего питающий капилляр 2, приемное сопло 5 с пористой проницаемой для газа пробкой б, расположенной за приемным соплом 7.

Струйный чувствительный элемент 60 для датчика состава газа работает следующим образом.

С помощью побудителя расхода гаэ на выходе из питающего капилляра 2 формируется ламинарная затопленная струя, при этом в приемном сопле 5 формируется выходной сигнал P, равный динамическому напору струи.

Разность между выходными давлениями при подаче эталонного и анализируемого газов является выходным сигналом устройства.

При увеличении перепада давления на питающем капилляре 2 увеличивается скорость истечения газа из него, соответственно возрастает динамический напор и давление в приемном сопле 5. Закон изменения представлен на графике статических характеристик элемента (фиг. 3). Ветвь A характеристики соответствует ламинарному режиму течения в струе на выходе из питающего капилляра 2, ветвь Б - турбулентному. Переход от ламинарного режима к турбулентному может произойти при различных перепадах давления на питающем капилляре 2 при прочих равных условиях (температура, давление, состав и др.) в зависимости от формы входа в питающий капилляр 2. Плавный вход в питающий капилляр 2 затягивает ламинарный режим.

Наличие турбулизатора 4 на входе в элемент приводит к более ранней турбулизацяи, а следовательно, к увеличению изменения Ре (росту выходного сигнала).

Наиболее эффективной формой турбулизатора 4, как показали исследования, является кольцо шероховатой поверхности вокруг входного отверстия питающего капилляра 2 (фиг. 2).

Роль стабилизатора 3 в организации потока анализируемого газа заключается в следующем: входная часть участка необходима для выравнивания эпюры скоростей (создание симметричного поля скоростей относительно геометрической оси элемента), выходная часть стабилизатора 3 служит для образования вихревой зоны перед входом в питающий капилляр 2. Причем диаметр стабилизатора 3 равен 4-7 внутренних диаметров питающего ка пилляра 2, а длина 1/50-1/10 длины питающего капилляра 2. Наличие турбу:лизатора 4 усиливает иестабильность вихрей в вихревой зоне, что обеспечивает раннюю турбулиэацию.

По сравнению с базовым объектом— чувствительным элементом "соплоприемный канал", применяемым в газовых сигнализаторах "Турбулент", предлагаемый чувствительный элемент уменьшает количество брака элементов при изготовлении, обладает лучшими точностными характеристиками.

1023227

Составитель Шевченко

Редактор М. Келемеа Техред М.Ксеаура Корректор Г. Решетнин

»» «» \»

У. Заказ 4201/28 Тирам 873 Подписное

ВНИИПИ 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