Термоанемометрический датчик

 

О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеоз Советских

Социалистических

Ресну6лик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 010378 (21) 2585161/18-10 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет—

Опубликовано 15.08.79 Бюллетень Мо 30 (51)M. Кл.2

G 01 P 5/12

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) У@К 532. 574 (088.8) Дата опубликования описания 200879 (72) Автор изобретения

A ° Ô. Романченко (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникизде (54) ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСКИР ДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров,например скорости движения, газовых и жидких сред в экспериментальной аэрогидродинамике.

Известны термоанемометрические датчики в виде полупроводниковых бусинок, закрепленных на токоподводах (1).

Однако такие датчики не работоспособны при:высоких температурах контролируемых сред.

Известны термоанемометрические датчики с чувствительными элемента- 15 ми в виде тонких металлических нитей (2) .

Недостатком этих датчиков являются большие температурные погрешности

20, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тер-. моанемометрический датчик (3), содержащий термочувствительный элемент, неподвижно закрепленный на токоподводах, которые установлены на державiCB e.

В этом датчике обеспечена температурная компенсация за счетприменения токоподвода в виде биметалличес- 30

2 кой пластины, контактйрующего с чувствительным элементом.

Недостатком данного датчика является наличие погрешностей за счет непостоянства контактного сопротивления токоподвода, выполненного в виде биметаллической пластины, с чувствительным элементом (нитью). Это обусловлено тем, что в процессе разогрева нити за счет протекающего через нее электрического тока происходит окисление токоподвода.и нити в месте контакта.. Контактное сопро- тивление меняется при работе датчика в агрессивных и злектропроводных средах, что существенно ограничивает их применение в практике измерений, так как возникают погрешности s температурной компенсации.

Целью изобретения является устранение температурных погрешностей.

Это достигается за счет того, что в предлагаеитй термоанемометрический датчик, содержащий термочувствительный элемент, неподвижно закрепленный на токоподводах, которые установлены на державке, введена биметаллическая спираль, один конец которой неподвижно соединен с державкой.

679880

+ Ндт-НдТЕ (3

5 При изменении температуры среды атс изменяется температура биметаллической пластины, из которой выполнена спираль, что вызывает ее прогиб, вызывая, в свою очередь, пово10 рот нити на угол дс(.относительно вектора набегающего потока Ч. Изменение угла до(. вызывает изменение рассеиваемой мощности дН нити за счет ее поворота относительно вектора скорости. Параметры биметаллической спирали (пластины) и металлической нити могут быть выбраны таким образом, чтобы составляющая мощности (Т -Т ) ьН (см. соотношение 3) в любой момент времени была равна составляющей Н ьт, т.е. (т-т ) ДН (= Ндтс что приводит к компенсации в правой части равенства (3) составляющей

H дтпл, вызывающей появление в выходном сигнале датчика погрешности от изменений температуры контролируемой среды, т.е. обеспечивается устранение температурных погрешностей. H(T-Т ), а где Эт

Н

Т тс

При (малые во (1) Формула изобретения

Известно, что чувствительность нити (величина изменения коэффициента рассеяния при данном изменении скорости движения среды) при действии на нее набегающего потока со скоростью Ч находится в зависимости от

Pãëà сС набегающего потока. Чем меньше угол с(., тем меньше чувствитель- 40 ность нити к изменениям скорости дЧ, т.е. тем меньше изменение коэффициента рассеяния нити.

Следовательно, изменение коэффи° циента рассеяния дН нити, в общем 45 случае, состоит из двух составляющих дН=дН, +dN<, На чертеже приведена принципиальная схема описываемого устройства.

Чувствительный элемент в виде металлической нити 1 закреплен на токоподводах 2 и 3, которые установлены на державке 4. Державка закреплена на торце спирали 5 из бимЕталлического материала. На нить набега- ° ет поток со скоростью Ч под угломс(.

Устройство работает следующим образом.

Термочувствительный элемент в виде металлической нити 1 разогревается за счет протекающего через него тока до температуры Т.

В любой момент времени на термочувствительном элементе существует баланс мощностей

- ток через нить; — электрическое сопротивление металлической нити; коэффициент рассеяния; температура нагрева нити; температура контролируемой среды. малых приращениях параметров изменения скорости V) равенстможет быть записано в вариациях

Т дат+ т д т (Т-Тс1дН HhT-НдТс (2) где dH — изменение коэффициента рас-50 сеяния за счет изменения скорости движения потока; дН вЂ” изменение коэффициента рассеяния за счет изменения углового расположения нити к вектору скорости движения потока.

В этом случае выражение (2) запишется в виде

23 Г д ЭТ+3 ДГ =(Т-Т 1дН +(Т-Т 1дН +

Термоанемометрический датчик, содержащий -термочувствительный элемент, неподвижно закрепленный на токоподводах, установленных на державке, отличающийся тем, что, с целью устранения температурных погрешностей, в него введена биметаллическая спираль, один конец которой неподвижно соединен сдержавкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ференец В.A. Полупроводниковые струйные термоанемометры. M., Энергия, 1972,с.42.

2. Маякин В.П., Донченко Э.Г.

Электронные системы для автоматического измерения характеристик потоков жидкостей и .газов, M., Энергия, 1970, с. 8.

3. Заявка 9 2389096/18-10, кл. G 01 Р 5/12, 29.07.77, по которой вынесено положительное решение о выдаче авторского свидетельства (прототип).

Составитель Ю. Власов

Редактор С. Хейфиц ТехредИ . Асталош Корректор S.Ñèíèöêàÿ

Заказ 4781/39 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, а-35, Раушская наб., 4. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4