Термоанемометр

 

О П И С А Н И Е (ii) 54682!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.04.75 (21) 2120817/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 28.03.77 (51) М Кл г G 01Р 5/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытнй (53) УДК 533.6.08 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Постников, С. А. Аммер, В. А. Елисеев и О. С. Елисеева

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТЕРМОАНЕМОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости движения газожидкостных потоков.

Известны устройства термоанемометрического типа, предназначенные для измерения скорости потока г за и жидкости, содержащие измерительный мост постоянного тока с двумя термочувствительными элементами, выполненными в виде металлической нити, усилитель, нагреватель и регистратор (1 — 3).

Недостатком этих устройств является низкая точность, чувствительность и малая раз решающая способность схемы измерения.

Ближайшим к предлагаемому изобретению по технической сущности является термоанемометр для измерения скорости потоков воздушной среды, содержащий два термочувствительных моста в режиме прямого подогрева, выполненных из полупроводников (4).

Однако такое устройство отличается недостаточной чувствительностью и инерционностью схемы измерения скорости. Это определяется низкой стабильностью и большим разбросом параметров термочувствительных элементов вследствие сложной технологии их изготовления, так как величина электропроводности и температурная чувствительность термочувствительных элементов зависят от точности дозировки компонентов, составляющих полупроводниковую смесь, режима термообработкп, наличия химических примесей, учесть которые для каждого элемента не представля5 ется возможным.

Для повышения чувствительности и стабильности измерений малых скоростей газожидкостных потоков, уменьшения инерционности измерений в предлагаемом термоанемометре

10 оба термочувствительных элемента выполнены из нитевидных кристаллов полупроводников с присоединенными к ним выводами, расположены параллельно, а величина протекающего через них тока в режиме прямого подогрева

15 выбирается соответствующей нелинейному участку их вольтамперной характеристики.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого термоанемометра.

Два нитевидных кристалла 1 и 2 с присоединенными к ним выводами 3 являются термочувствительными элементами. Они расположены параллельно и включены в смежные плечи измерительного моста, электрическая схема которого приведена на фиг. 2. Резисторы R> и R являются сопротивлениями термочувствительных элементов, R3 и R.-, служат для балансировки моста, а сопротивление R5 служит для установки протекающего через чувствительные элементы тока, величина которо546821

Фиг. 1 го соответствует нелинейному участку пх вольт-ампер ой характеристики. Регистрирующее устройство подключают к зажимам U„„„„, На фиг. 3 показана вольт-амперная характеристика чувствительного элемента и величина рабочего тока Iðàî. Нелинейный режим работы приводит к нагреву чувствительных элементов выше температуры окружающей среды.

Устройство работает следующим образом.

При движении газа пли жидкости относительно термоанемометра второй чувствительный элемент по ходу потока нагревается больше, чем первый, так как он расположен в потоке тепла, идущего от первого чувствительного элемента. Это вызывает появление па выходе ранее уравновешенного измерительного моста напряжения, пропорционального скорости потока газа. При измерении направления потока газа изменяется знак этого напряжения вследствие того, что тогда чувствительные элементы поменяются местами относительно газового потока.

При этом схема измерения обеспечивает возможность регулирования в широких пределах величины сопротивления чувствительных элементов, что позволяет достигнуть минимальной тепловой постоянной времени термоанемометра.

Ф о t) м \ „ а и 3 О б р с с !! l! sl

Термоапемометр, содержащий два термочувствптельных элемента из полупроводников, 5 включенные в смежные плечи измерительного моста в режиме прямого подогрева, о т л и ч ающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности измерений малых скоростей газожидкостных потоков, 10 уменьшения инерционности измерений, проводник выполнен из нитевидных кристаллов, например кремния, расположенных параллельно друг другу, причем величина протекающего через нпх тока в режиме прямого подогре15 ва выбирается соответствующей нелинейному участку их вольтамперной характеристики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Маякин В. П., Донченко Э. Г. Электрон2р ные системы для автоматизированного измерения характеристик потоков жидкостей и газов, М., «Энергия», 1970, с. 12.

2. Катыс Г. П. Методы и приборы для измерения параметров нестационарных тепловых процессов, М., «Машгиз», 1959, с. 201.

3. Винниченко Н. К. и др. Турбулентность в свободной атмосфере, Гидрометиздат, Л., 19б8, с. 57 — 63.

4. Авторское свидетельство М 175318Ä зо М. Кл. G 01Р 5/10, 19б9 (прототип).

Редактор И. Шубина

Составитель В. Куприянов

Техред А. Галахова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 434/9 Изд. № 204 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2