Термоанемометрический преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ С9ИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)NL. Кл. (22) Заявлено 17 04 80 (21) 2910789/18-10 с присоединением заявки М

G 01 P 5/12

Государственный комитет. (28) Приоритет ао делаи изобретений н открытий (53 1 Уд К 532574 (088,8) Опубликовано 23.12.81. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (72) Авторы изобретения,В. В. Степанов .Р

И, И. Минин, В. И. Загребельный, А. А. Дячков

БИ1 ..

Рижский Краси (7l ) Заявитель ознаменныи институт инженеров грйетдвттской — авиации им. Ленинского комсомола (54) ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

5< V. < 10) ок

Изобретение относится к средствам измерения параметров движения и может быть использовано при измерении скорости или расхода вязкой жидкости в трубопроводах.

Известен термоанемометрический преобразователь для измерения скорости или расхода

S жидкости и газа, содержащий участок трубопровода, корпус и два термистора (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термоанемометри10 ческий преобразователь, содержащий участок трубопровода, в котором закреплен корпус с размещенными внутри измерительным и компенсационным термисторами (2) .

Однако известное устройство обладает огра15 ниченным диапазоном термокомпенсации, сложностью обработки сигналов, связанной с естественным разбросом параметров полупроводниковых элементов и недостаточной точностью измерений, 20

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений., Поставленная цель достигается тем, что в термоанемометрическом преобразователе на бо,ковой поверхности корпуса выполнен ступенчатый паз, в котором установлен компенсационный термистор, а верхняя часть корпуса снабжена обводным 0-образным и симметричным каналом, в среднем сечении которого установлЕн измерительный термнстор, при этом соотношение плошадей сечений входов обводного канала трубопровода выбирается из условий где S — плошадь сечения входа обводного ок канала;

S — площадь сечения трубопровода. тр

Кроме того, соотношение плошадей сечений входа обводного канала к среднему сечению равно 1: 2, При этом обводной канал снабжен регулировочным винтом, установленным в среднем сечении.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — зависимости скорости в обводном канале от скорости в трута термоанемометра, что компенсирует температурную погрешность.

Для того, чтобы обеспечить полную компенсацию температурной погрешности, необходимо рассчитать и изготовить обводной канал специальной формы и соответствующих размеров. Форма канала по длине должна быть образована двумя окружностями разных диаметров таким образом, чтобы соотношение площадей входа к площади средины канала, где установлен измерительный термистор, было 1:2, Данная форма и размеры позволяют наиболее точно обеспечить закон изменения с;.орости близким к закону изменения выходного сигна15

На размеры обводного канала накладывается еще одио ограничение — площадь входа (выхода) должна выбираться из соотношения

5 (— — (10, ок где S — площадь трубопровода;

8 „— площадь обводного канала.

Данное условие необходимо для того, чтобы обеспечить значительное преобладание в преобразователе площади трубопровода, что исключает краевые эффекты и позволяет обеспечить полную температурную компенсаюо

В корпусе датчика установлен регулировочный винт 8, который позволяет путем перекрытия обврдногс канала подобрать нужную

Зэ характеристику гидравлического сопротивления.

Таким образом, предлагаемый термоанемометрический преобразователь обладает полной компенсацией температурной погрешности в диапазоне температур от — 30 до +70 С, малыми габаритами и массой преобразователя, незначительным гидравлическим сопротивлением потоку жидкости и высокой надежностью конструкции.

Формула изобретения

1. Термоанемометрический преобразователь, . содержащий участок трубопровода, в котором закреплен корпус с размещенными внутри изЖ мерительным и компенсационным термисторами,отличающийся тем,что, с целью повышения точности и надежности измерений, на боковой поверхности корпуса выполнен ступенчатый паэ, в котором установлен

SS компенсационный термистор, а верхняя часть корпуса снабжена обводным U-образным и симметричным каналом, в среднем сечении которого установлен измерительный термистор.

3 892305бопроводе; на фиг, 3 —. зависимости сигнала термоанемометрического расходомера от скорости в обводном канале(скорости обтекания чувствительного элемента) при различных температурах рабочей жидкости.

На участке трубопровода 1 установлен корпус 2 и закреплен с помощью накидной гайки 3, В корпусе 2 выполнен ступенчатый паз 4 в котором установлен компенсационный термистор 5. Корпус 2 также снабжен обводным

U-образчым симметричным каналом 6.

В средине обводного канала установлен измерительный элемент термоанемометра — термистор 7. В корпус 2 вворачивается регулировочный винт 8. Датчик включается в измерительную систему при помощи проводов 9.

Термоанемометрический преобразователь работает следующим образом.

Термисторы 7 и 5 являются чувствительными элементами преобразователя и работают, щ в режимах наибольшей чувствительности, в режиме постоянной температуры (сопротивления) .

Режимы работы термисторов подбирают такими, чтобы сигналы с обоих термисторов при нулевой скорости потока были равны. Это является обязательным условием точных измерений расхода.

Сигнал с компенсационного термистора 5 зависит от температуры жидкости и не.зависит от скорости потока. Сигнал с измерительного термистора 7 зависит от скорости потока жидкости и ее температуры. Вычитая из основного сигнала компенсационный, получаем приведенные к началу координат зависимости (фиг. 3); которые показьгвают, что разностный сигнал S11 зависит от температуры жидкости и от скорости потока жидкости V . При одной и ок той же скорости потока жидкости, омывающей основной термистор (фиг. 3), сигнал термоанемометрического расходомера тем больше, чем меньше температура жидкости.

В устройстве компенсация температурной погрешности производится путем установки основного термистора 7 в обводной канал 6, имеющий специальную форму. При уменьшении температуры жидкости происходит увеличение ее вязкости, а следовательно, возрастает гидравлическое сопротивление обводного канала. Возрастание гидравлического споротивления основного и обводного каналов происходит непропорционально и поэтому скорость в обводном канале падает. Это иллюстрируется фиг. 2, где представлены зависимости скорости Ч „в обводном канале от скорости

Чо в трубопроводе при различных температурах жидкости. Таким образом, при уменьшении температуры жидкости происходит уменьшение скорости около чувствительного элемен при этом соотношение плошадей сечений входов обводного канала и трубопровода выбирается из условий.

S < — — < 10, ок где  — площадь сечен я входа Обводного ок канала;

Б — площадь сечения трубопровода. тр

Кроме того, соотношение площадей сечений входа обводного канала к среднему сечению равно 1:2.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что обводной канал снабжен регулировочным винтом, установленным в- среднем сечении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 679881, 14

4 кл. G 01 P Я12, 20.02.78

2. Авторское свидетельство СССР 11 712761, кл. G 01 P 5/12, 04.05.78.

2 Ю 7 5 Ф

892305

Е0с

P c iY

Редактор И. Николайчук

Заказ 11241/65 . Тираж 910 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Составитель Е. Сыс

Техред Л.Пекарь Корректор Н. Стец

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4