Способ измерения параметров газовых и жидких сред

 

I g

1 сю, тьь с. бе Йи чик,ща нФлмотжа МЬ А (! 11 777585

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапнстнческих

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.01.78 (21) 2574921/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01Р 5/12

ГосударствеНный комитет

ССь" P по делам изобретений н открытий (53) УДК 533,6,08 (088,8) (43) Опубликовано 07.11,80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения А. Ф. Романченко, А. С. Патлах, В. Е. Хроменкова и P. P. Нугаев (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВЫХ

И ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров (температуры, скорости движения и т. д.) газовых и жидкйх сред в экспериментальной аэрогидродинамике.

В настоящее время известен способ измешения параметров газовых и жидких сред путем помещения в исследуемую среду полупроводникового чувствительного элемента и разогрев его от источника питания (1). Недостатком этого способа является малая точность при измерении параметров статических сред.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения параметров газовых и жидких сред, заключающийся "в помещении в исследуемую среду термочувствительного элемента, включенного в электрическую цепь, пропускании через него импульсов электрического тока, измерении интервала времени и определении параметров среды по известным функциональным зависимостям (2).

Однако этот способ измерения недостаточно точен вследствие значительного интервала времени между моментами измерения однородных параметров среды.

Целью изобретения является повышение точности измерений параметров за счет проведения измерений в течение действия одного импульса.

5 Поставленная цель достигается тем, что создают нарастающий во времени передний фронт импульса, фиксируют момент времени, когда электрический сигнал на входе электрической цепи достигает величины, не

10 обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда электрический сигнал на выходе элект, рической цепи достигает величины, соответствующей входному сигналу, и далее опре)5 деляют интервал времени между зафиксированными моментами, затем регистрируют момент времени, когда электрический сигнал на входе цепи достигает величины, обеспечивающей разогрев термочувстви20 тельного элемента, и момент времени, когда эелктрический сигнал на выходе цепи дОстигает соответствующей входному сигналу величины, и также определяют интервал времени между зарегистрированными

25 моментами времени, Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ измерения параметров газовых и жидких сред; на фиг. 2—

30 соответствующая временная диаграмма, ° . (777585

1 Q=R С т где R, — электрическое сопротивлениетермочувствительного элемента, определяемое условиями теплообмена его с окружающей средой (скоростью обдува, плотностью, составом и т. д.).

Устройство содержит термочувствительный элемент 1, включенный последовательно с конденсатором 2 к входу генератора 3.

Способ измерения параметров газовых и жидких сред реализуется следующим образом.

На электрическую цепь, состоящую из термочувствительного элемента 1 с электрическим сопротивлением R„и конденсатора 2 с емкостью С, подается последовательность импульсов U „,X. Выходное напряжение U „, электрической цепи будет запаздывать по отношению к входному сигналу на величину, зависящую от постоянной времени т цепи: с =

RTC (1) а следовательно, как видно из данного соотношения (1), от величины электрического сопротивления R, термочувствительного элемента 1.

При малых токах через термочувствительный элемент (уровень напряжения Ui)

его электрическое сопротивление от тока не зависит и целиком определяется температурой среды, в которую термочувствительный элемент помещен.

При росте тока терм очувствительный элемент начинает перегреваться относительно окружающей среды. В этом случае

его электрическое сопротивление R, уже определяется условиями теплообмена термочувствительного элемента с окружающей средой. Следовательно, и величина постоянной времени также определяется параметрами среды.

Таким образом, величина постоянной времени т при малых уровнях тока (уровень напряжения U>) через термочувствительный элемент определяется температурой среды, а при больших уровнях тока (уровень напряжения на входе цепи U )— скоростью обдува. Следовательно, задержка выходного сигнала цепи t по сравнению с входным при малых токах в цепи определяется постоянной времени

"— R,С т где R, — электрическое сопротивлениетермочувствительного .элемента, определяемое температурой исследуемой среды, а время задержки 4 определяется постоянной времени

При действии на входе рассматриваемой электрической цепи импульса с нарастающим во времени передним фронтом, регистрируя время задержки выходного сигнала

1 и 4 при малых и больших токах через термочувствительный элемент, определяют температуру среды, функционально связанную со значением интервала t>, и скорость движения (плотность, состав и т. д.) среды, функционально связанную с величиной интервала t>, Это позволяет в течение действия одного входного импульса проводить измерение сразу двух параметров среды, тем самым сокращая интервал времени между моментами контроля однородных параметров среды.

Зо

Формула изобретения

Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе

1. Ференц В. А. Полупроводниковые струйные термоанемометры. М., «Энергия», 1972, с. 30 — 31.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2497512/18-10, кл. G 01P 5/12, 17.06.77 (прототип).

Способ измерения параметров газовых и жидких сред, заключающийся в помещении в исследуемую среду термочувствительного элемента, включенного в электрическую цепь, пропускании через него им- . пульсов электрического тока, измерении интервалов времени и определении параметров среды по известным функциональным зависимостям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений параметров путем проведения измерений в течение действия одного импульса, создают нарастающий во времени передний фронт импульса, фиксируют момент времени, когда электрический сигнал на входе электрической цепи достигает величины, не обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда электрический сигнал на выходе цепи достигает величины, соответствующей входному сигналу, и далее определяют интервал времени между зафиксированными моментами, затем регистрируют момент времени, когда электрический сигнал на входе цепи достигает величины, обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента,и момент времени, когда электрический сигнал на выходе цепи достигает соответствующей входному сигналу величины, и также определяют временной интервал между зарегистрированными моментами времени.

С присоединением заявки № 2574628/

18-10.

777585

Тиг.1

lg

1/МА»

Составитель В. Куприянов

Техред В. Серякова Корректор A. Овчинникова

Редактор Ж. Рожкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2408/18 Изд. № 557 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5