Термоанемометр

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (11 4 G 01 P 5/12

/ 1„

/„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3643944/24-10 (22) 22,09.83 (46) 15.01,86. Бюл. 1(2 (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (72) А.П. Бушмин, А,И. Бутурлин, Ю,И. Гладков, В.Г. Миненко и Ю.Д. Чистяков (53) 532.574 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 679881, кл. 8 01 Р 5/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 494955, кл. G 01 Р 5/12, 1973, (54) (57) ТЕРМОАНЕМОМЕТР, содержащий термочувствительный элемент, выполненный в виде металлических терморезисторов, размещенных на диэлектрической подложке, расположенной в теплоизолирукщем корпусе с газовым каналом, снабженным гаэовьгмивводами, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и увеличения быстродействия, газовый канал выполнен прямоугольным в сечении и снабжен плоскими металлическими вставками, размещенными íà его стенках симметрично относительно плоскости установки термочувствительноro элемента, выполненного в виде плоских терморезисторов, причем металлические вставки равны термочувствительному элементу по площади, подобны по геометрической форме и в два раза меньше по толщине, при этом корпус снабжен устройством тепловой балансировки в виде металлических стержней, установленных с возможностью перемещения над терморезисторами в несквозных отверстиях,, выполненных в корпусе, 12ОЗО21

На терморезисторах при прохождении электрического тока выделяется тепло. Полное уравнение теплообмена нагретого термочувствительного элемента с газовым потоком имеет вид Т

О=-g F — — -G С ьТ-Я щ р оотеоь > дт где - h Р— -=Q

1 а тепло, отводимое эа счет теплопропроводности газа на корпус; тепло, уносимое потоком;

-С„С Т-q —

ЬТ потеть A y, — тепловые потеРи через поперечное сечение чувствительности элемента на корпус; коэффициент теплопроводности корпуса; коэффициент теплоо проводности термо-; чувствительного элемента; площадь терморезисторов;

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров парогазовых сред.

Целью изобретения является повышение чувствительности, точности и . увеличение быстродействия.

На фиг. 1 показан термоанемометр, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг, 3— разрез А-А на фиг. 1 (в изометрии) .

Термоанемометр состоит из теплоизолирующего корпуса 1, имеющего прямоугольный газовый канал 2, расположенного в нем термочувствительного элемента 3 и газовых вводов 4. В газовом канале 2 закреплены плоские металлические вставки

5. В корпусе 1 имеются несквозные отверстия 6 с закрепленными в них металлическими стержнями 7. Термочувствительный элемент 3 содержит плоские терморезисторы (например, два), закрепленные q, герметизированные с помощью диэлектрической подложки 9.

Термоанемометр работает следующим образом.

à — площадь поперечно2 го сечения термочувствительного элемента; толщина стенок корпуса; массовый расход газа;

С вЂ” удельная теплоем1 кость газа — расстояние от терморезисторов до стенок корпуса; перегрев терморезисторов.

Термоанемометр работает при условии, что все тепло, выделяющееся на терморезисторах, уносится потоком, т,е, 10

20 и с " поте ь ° дТ ((ю Г, h T

X где о4 — коэффициент теплоотдачи.

Это неравенство справедливо при z х >> — » са

40 где 6 — толщина термочувствительного элемента;

à — его длина.

На показания термочувствительно45 го элемента влияют тепловые поля, возникающие на поверхностях газового канала, параллельных термочувствительному элементу, из.-за переноса тепла газом вдоль канала. В динамическом режиме работы термо50 анемометра скорость газа и его направление меняются, в результате чего меняется тепловое поле стенок газового канала, что приводит к погрешности измерений. При

55 установке на поверхностях газового канала 2 плоских металических вставок 5 перераспределение тепловых полей происходит быстро из-за их

Это условие. выполняется при бес25 конечном тепловом сопротивлении корпуса (при большой толщине стенок и малой их.теплопроводности) и при теплоотводе через поперечное сечение чувствительного элемента, значитель30 но меньшем чем теплоотвод в пото9 ках газа

1205021 лических вставок равно v =mc

Составитель В. Назарова

Редактор И. Рыбченко Техред.Л.Микеш Корректор Е. Рошко

Заказ 8521/45 Тираж 896 Подписное

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 низкого теплового сопротивления

Поэтому скорость изменения тепловых полей определяется тепловым сопротивлением теплоотдачи в газовый

t поток, так как инерционность металгде m - масса металлической вставки; с — ее удельная теплоемкость; с6 коэффициент теплоотдачи.

Чтобы изменение теплового поля не приводило к возникновению погреш" ности измерений, необходимо, чтобы время этого изменения было меньше инерционности термочувствительного элемента. Это возможно при толщине металлических вставок, вдвое меньшей толщины элемента 3. На показания влияют тепловые поля поверхностей газового канала, параллельных элементу 3, находящиеся над

I и под ними, поэтому металлические вставки 5 расположены на поверхностях газового канала параллельно элементу 3, равны ему по площади и подобные по геометрической форме.

Устройство тепловой балансиров ки выполненно в виде стержней, установленных в корпусе в несквозных отверстиях с воэможностью nepe1ð мещения. Изменение тепловых сопротивлений корпуса над поверхностями терморезисторов достигается изменением расстояния от металлических стержней до поверхности терморезисторов. В формировании теплового сопротивления корпуса участвует слой воздуха над металлическим стержнем

7, поэтому для устранения конвективного теплообмена с газовым потоком отверстия 6 в корпусе 1 выполнены несквозными. Стержни 7 могут быть установлены на резьбовом соединении,