Устройство для индикации льдообразования

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для контроля обледенения газотурбинных установок. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства. Вибрационный элемент, выполненный из пьезокерамики, определяет частоту и амплитуду колебаний напряжения, формируемого блоком возбуждения. При отсутствии условий льдообразования появление каких-либо частиц на поверхности вибрационного элемента незначительно изменяет параметры колебания напряжения. В случае возникновения условий льдообразования, влага, проникающая через отверстия в корпусе на боковую поверхность вибрационного элемента, примораживает его к корпусу, что приводит к резкому изменению параметров колеблющейся массы и, следовательно, колебаний напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (51)5 С 08 В 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4421819/24-24 (22) 21.03. 88 .(46) 23.09,.90. Бюл. N - 35 (71) Калининградское специализированное конструкторское бюро Всесоюзного производственного. объединения .

"Союзгазавтоматика". (72) Ю,Д. Семушин, Г.В. Капленкова и И.А. Гайдай (53) 654.91 (088.8) (56) Патент СССР Р 572195, кл. G 08 В 19/02, 1973.

Заявка ФРГ N - 3124855, кл. С 08 В 19/02, опублик. 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к теплофиэическим измерениям и может быть использовано для контроля обледенеИзобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для контроля обледенения газотурбинных установок.

Цель изобретения — повьппение помехозащищенности устройства, что повьппает надежность выявления нежелательной ситуации.

На фиг,1 показана схема включения устройства;.на фиг.2 — вибрационный элемент с экраном, осевое сечение; на фиг. 3 — принципиальная схема блоков возбуждения и контроля колебаний ., подключенных к вибрационному элементу.

Устройство для индикации льдообразования содержит вибрационный элемент

2 ния газотурбинных установок. Цель изобретения — повышение помехозащи- щенности устройства. Вибрационный элемент, выполненный из пьезокерамики, определяет частоту и амплитуду колебаний напряжения, формируемого блоком возбуждения. При отсутствии условий льдообразования появление каких-либо частиц на поверхности вибрационного элемента незначительно изменяет параметры колебания напряжения. В случае возникновения условий льдообразования влага, проникаюшая через отверстия в корпусе на боковую поверхность вибрационного элемента, примораживает его к кор" пусу, что приводит-к резкому изменению параметров колеблющейся массы и, следовательно, колебаний напряжения. 3 ил.

1, подключенный к блоку 2 возбуждения и блоку 3 контроля параметров колебаний,и цилиндрический корпус 4.

Вибрационный элемент 1 выполнен в виде цилиндрического диска, установленного соосно с корпусом 4 внутри йего с обеспечением капиллярного зазора 5. В корпусе 4 напротив боковой поверхности диска выполнены отверстия 6 и 7 с соотношением высо-: ты h отверстий к высоте Н цилиндрического диска в пределах от 1 1,5 до 1:2,5. Корпус 4 выполнен из материала с более высокой теплопроводностью, чем материал элементов защищаемого объекта.

1594576

На принципиальной схеме (фиг,З) показаны резисторы 8-15; конденсаторы 16-20, диоды 21 и 22, инверторы

23-26 и компаратор 27.

Устройство работает следующим

5 образом.

Блок 2 возбуждения обеспечивает переменное напряжение на обкладках вибрационного элемента 1. Так как он выполнен из пьезокерамики, то это приводит к возникновению попереч ных колебаний его боковой цилиндрической поверхности, причем параметры элемента 1 определяют частоту и амплитуду колебаний напряжения, фор-, мируемого блоком ?. При появлении каких-либо частиц на поверхности элемента 1 изменяются амплитуда и частота колебаний элемента l Однако 20 при отсутствии условий льдообразова.ния изменение указанных параметров незначительно, а контролируемый воздушный поток постоянно ошщает вибрирующую поверхность элемента 1, В 25 случае возникновения условий льдообразования влага, проник:ающая через отверстие 6 на боковую поверхность элемента 1 примораживает элемент 1 к корпусу 4. При этом происходит рез- п кое изменение параметров колеблющейся массы, состоящей в "-том случае из массы элемента 1, льда и корпуса 4„

Отсутствие примерзания исключает массу корпуса 4 из колебательного

35 процесса.

Указанные пределы соотношений высот отверстий 6 и 7 и элемента 1 являются оптимальными, определенными экспериментально. В случае увеличе:-. .ния отверстий площадь примерзания элемента 1 к корпусу 4 оказывается слишком мала, а в случае уменьшения отверстий затрудняется попадание влаги в капиллярный зазор 5„ B обоих слу- » ,чаях это приводит к уменьшению полез ного сигнала ° Увеличение теплопроводности корпуса 4 приводит к ускорению падения температуры влаги в капиллярнам зазоре 5 при падении температуры контролируемого потока. В случае выполнения корпуса 4 из материала с большей теплопроводностью

Р чем материал элементов защищаемого объекта, находящихся в контролируемом потоке и опасных с точки зрения образования льда на них, замерзание жидкости в капиллярном зазоре происходит раньше, чем образование льда на элементах защищаемого объекта.

Изменение амплитуды колебаний приводит к изменению выпрямленного напряжения на сигнальном входе компаратора 27. При замерзании влаги в капиллярном зазоре 5 величина напря-. жения резко падает, состояние компаратора 27 изменяется на противоположное, что формирует сигнал льдообразования.

Формула из î бр ет ения

Устройство для индикации льдообразования, содержащее вибрационный элемент, подключенный к выходу блока возбуждения и сигнальному входу блока контроля параметров колебаний о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него введен цилиндрический корпус, а вибрационный эле-. мент выполнен цилиндрическим из пьезокерамики и установлен соосно с цилиндрическим корпусом внутри него с капиллярным зазором, в корпусе нап-. ротив боковой поверхности вибрационного элемента выполнены отверстия с соотношениями высоты отверстий к высоте вибрационного элемента в пределах 1:1,5-1."2,5. б 17

1594576