Устройство для измерения температуры газового потока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержасдее .13 камеру торможения, закрепленную на оси вращения, и термочувствительный элемент, расположенной в каме1)е торможения , о тл ич ее я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем стабилизации постоянной времени устройства , в него введены спиральная пружина с упругим стержнем и плоская пластина, жестко прикрепленная одним ребром к оси вращения и расположенная перпендикулярно газовому потоку , при этом внутренний конец спиральной пружины прикреплен к оси вращения , а наружный-- к одному концу упругого стержня, закрепленного параллельно оси вращения. (Л v;j со vj со 4;

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 01 К 13 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ

Р """" /.)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3604741/24-10 (22) 20.04.83 (46) 30.01.85. Бюл. В 4 (72) А.Ф.Романченко (71) Уфимский филиал Московского технологического института (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 920405, кл. С 01 К 13/02, С 01 К 7/16, 1980.

2. Браславский Д.А., Логунов С.С., Пельпор Д.С. Авиационные приборы и автоматы. М., "Машиностроение", 1978, с. 144 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМ

ПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащее камеру торможения, закрепленную на оси вращения, и термочувствительный элемент, расположенный в камере тог можения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .измерения температуры путем стабилизации постоянной времени устройства, в него введены спиральная пружина с упругим стержнем и плоская пластина, жестко прикрепленная одним ребром к оси вращения и расположенная перпендикулярно газовому потоку, при этом внутренний конец спиральной пружины прикреплен к оси вращения, а наружный — к одному концу упругого стержня, закрепленного параллельно оси вращения.

11З7З4

Изобретение относится к устройствам для температурных измерений и может быть использовано при измерении температур высокоскоростных потсков газов или жидкостей в экспериментальной аэрогидродинамике, двигателестроении и т.д.

Известно устройство для измерения температуры газового потока, содержащее камеру торможения, внутри кото- 0 рой расположен термочувствительный элемент в виде термометра сопротивления закрепленного на изоляционном каркасе, в котором с целью снижения инерционности устройства (постоян- 15 ной времени) изоляционный каркас выполнен в виде многогранной. пирамид (>3.

Однако данное устройство не обеспечивает высокой точности измере- 20 ния из-за изменения его постоянной времени при изменении скорости движения контролируемой среды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 25 устройство для измерения температуры газового потока, содержащее камеру торможения, закрепленную на оси вращения, и термочувствительный элемент, расположенный внутри камеры тор-ЗО можения (23 °

Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерения быстроменяющейся температуры газового потока из-за изменения егo. постоянной времени при изменении скорости движения контролируемой среды. Действительно, постоянная времени устройства определяется скоростью движения среды в камере торможения относительно термочувствительного элемента. При изменении скорости набегающего потока скорость в камере относительно термочувствительного элемента меняется,что приводит к изменению постоянной времени устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры путем стабилизации постоянной времени устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры газового потока, содержащее камеру торможения, закрепленную на 55 оси вращения, и термочувствительный элемент, расположенный внутри камеры торможения, введены спиральная пружи на с упругим стержнем и плоская пластина, жестко прикрепленная одним ребром к оси вращения и расположенная перпендикулярно газовому потоку, при этом внутренний конец спиральной пружины прикреплен к оси вращения, а наружный — к одному концу упругого стержня, закрепленного параллельно оси вращения.

На чертеже изображено устройство для измерения температуры газового потока.

Устройство для измерения температуры содержит камеру 1 торможения с входным 2 и выходным 3 отверстиями, закрепленную на оси 4 вращения, спиральную пружину 5 с упругим стержнем

6, термо увствительный элемент 7, расположенный в камере торможения, и плоскую пластину 8, жестко прикрепленную одним ребром к оси вращения камеры торможения и расположенную перпендикулярно набегающему газовому потоку.

Устройство для измерения температуры газового потока работает следующим образом.

При воздействии на камеру торможения контролируемой средой, движущейся со скоростью V относительно оси вращения, создается момент сил

hh= F C05 d, (1) где F — сила лобового сопротивления пластины 8; а — расстояние от оси 00 до точки приложения. результирующей силы лобового сопротивления о — угол поворота пластины (камеры торможения).

Сила лобового сопротивления F определяется соотношением рЧ

Г = 2 б и, со з о, (> j где Ч вЂ” скорость движения контролируемой среды;

Ц вЂ” плотность контролируемой среды;

5„„- площадь пластины 8.

При действии момента сил M камера

1 торможения поворачивается на угол

Ы, зависящий от жесткости пружины 5 и упругого стержня 6 с(= КИ

При повороте камеры торможения уменьшается эффективная площадь S з

3 1137341 Л входного отверстия камеры торможения При выполнении условия ho=со з (площадь проекции сечения входного . скорость движения газа в полости каотверстия на плоскость, перпендику- меры 1 постоянная. Следовательно, не лярную направлению движения среды) . изменяется постоянная времени каме5 зф = о (4) 5 рь|

"де 5 — перпендикулярное сечение входного отверстия 2.

При этом происходит изменение разности давления h P на входном и выходном отверстиях по закону „= Ч„ (7) где 1 — длина пути перемещения сре-. ды в камере от входного отверстия до термочувствительного элемента 7.

Также неизменной остается тепловая постоянная времени термочувствительного элемента

10 др= 5 . созс

Р (51

С

15 (8) Составитель В. Куликов

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Надь Корректор О.Тигор

Заказ 10512/30 Тираж 898 Поднис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 причем угол п, как видно из соотношений (2) и (3), однозначно связан со скоростью Ч движения среды.

Как показывают расчеты, закон изменения жесткости спиральной пружины с упругим стержнем в зависимости от угла поворота камеры торможения может быть описан выражением

cohst

2 агссоз

1Ч1 S. г г

rV S Ы

При таком законе изменения жесткости пружины в зависимости от угла поворота камеры торможения и скорости движения среды Ч в определенном диапазоне изменений скорости

Ч (ЧсЧ,, определяемом параметрами спиральной пластины и упругого стержня, разность давлений на входном и выходном отверстиях камеры тор. можения автоматически поддерживается постоянной, т.е hр = const где С вЂ” теплоемкость термочувствительного элемента;

Н коэффициент рассеяния (при

V„ сопй коэффициент рассеяния Н также постоянен) .

Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет выбора пружины с соответствующей характеристикой К =

f (Ы) автоматически поддерживается. постоянным перепад давлений на входном и выходном отверстиях камеры торможения, вследствие чего стабилизи. О руется значение постоянной времени камеры (устройства) и термочувствительного элемента. Это приводит к . стабилизации постоянной времени устройства в требуемом диапазоне изменения скорости контролируемого потока

35 и, соответственно, к повьппению точности измерения температуры.