Датчик скорости потока

 

363036

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Соеетскит

Социалистическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.1Х.1970 (№ 1472435/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. G Olp 5/02 коыитет по лелавт изобретений и открцтий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 20.XII.1972. Бюллетень № 3 за 1973

Дата опубликования описания 20.11.1973

УДК 532.574.6(088,8) Автор изобретения

О. В. Ивановский

Свердловский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии

Заявитель

ДАТЧИК СКОРОСТИ ПОТОКА

Изобретение относится к приборостроению.

Известны датчики скорости потока, в которых усилие потока преобразуется тензорезисторами, наклеенными на чувствительный элемент датчика. Размещение чувствительного элемента в потоке ухудшает метрологические характеристики прибора.

В предлагаемом устройстве для повышения чувствительности тензорезисторы выполнены в виде двух растяжек, натянутых во взаимно перпендикулярных плоскостях и укрепленных попарно внутренними концами на диске, а внешними — »a торцах диффузора.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — электрическая схема устройства.

Датчик состоит из кольцевого диффузора 1, в качестве которого может быть использован трубопровод, диска 2, тонких проволочных растяжек 8 и 4 равной длины, изготовленных из сплава с большим удельным омическим сопротивлением. Растяжки образуют между собой угол 90 в плане и закреплены внешними концами попарно на двух разных торцах диффузора 1. Диск 2 расположен в центре диффузора на серединах натянутых растяжек, каждая из которых проходит через два отверстия в диске, находящихся на взаимно перпендикулярных осях.

Благодаря тому, что растяжки укреплены концами попарно на разных торцах диффузора 1 и составляют одинаковые углы с плоскостью диска 2, натяжения растяжек равны и

5 они уравновешивают одна другую.

Растяжка 8 имеет условно показанный вывод с, растяжка 4 — условно показанный вывод b, два внешних конца растяжек 8 и 4 элек10 трически соединены между собой в точке а, которая также является условно показанным выводом. Растяжки имеют электроизоляционное покрытие, стойкое против данной жидкой или газообразной среды в заданном диапазоне

15 температур. Кроме того, они изолированы и от диффузора 1. Диск 2 изготовлен из электроизоляционного материала с малым удельным весом и в точке скрещивания растяжек между ними нет электрического контакта.

20 Активные сопротивления растяжек включаются в противоположные плечи электрически сбалансированного моста (см. фиг. 3).

Здесь R> и R., активные сопротивления соответственно растяжек 8 и 4, R< и R — постоян25 ное и регулируемое активные сопротивления, расположенные вне датчика. Мост питается постоянным напряжением U„., выходное напряжение подается па вход регистрирующего прибора. (Точки а, b и с на фиг. 3 соответствуют

30 тем же точкам на фиг. 2).

363036

Предмет изобретения иг (Риг. 5

Составитель Ш. Богомольная

Корректоры; Е. Миронова и Н. Стельмах

Редактор T. Иванова

Заказ 304/4 Изд. № 62 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2

Датчик располагают относительно потока так, чтобы вектор скорости потока был перпендикулярен к плоскости диска 2 и параллелен оси диффузора 1.

Скоростной напор в данной точке потока создает на диске усилие, перпендикулярное к его плоскости. При этом растяжка, расположенная со стороны действия потока на диск, будет дополнительно растягиваться, а натяжение другой растяжки соответственно уменьшаться. Вследствие этого активное сопротивление одной растяжки за счет ее удлинения увеличивается, а другой, наоборот, уменьшается за счет ее сокращения.

Перед началом работы датчика электрический мост балансируется (UWO) регулировкой сопротивления R2, причем температурная компенсация достигается за счет того, что длины растяжек 8 и 4 равны между собой и изменение их температуры и температуры диффузора 2 изменяет их длины и натяжение одинаково и в одну и ту же сторону, вследствие чего температура среды не влияет на балансировку моста.

Взаимно противоположное изменение активных сопротивлений растяжек Яз и R4, возникающее под воздействием скоростного напора, приводит к разбалансу моста, и на выходе моста появляется напряжение (U+0), соответствующее скоростному напору потока в данной точке.

5 Шкала вторичного регистрирующего прибора может быть отградуирована в единицах расхода или скорости потока в стационарных условиях.

В зависимости от диаметра и массы диска

10 2, диаметра и длины проволочных растяжек

8 и 4 и их предварительного натяжения, выбора соответствующего угла и (см. фиг. 1), чувствительность и собственная частота датчика могут варьироваться в широких пределах.

Датчик скорости потока, содержащий коль20 ценой диффузор с размещенным в его центре диском и тензорезисторы, включенные в мостовую схему, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, тензорезисторы выполнены в виде двух растяжек, натянутых

25 во взаимно перпендикулярных плоскостях и укрепленных попарно внутренними концами на диске, а внешними — на торцах диффузора.