Устройство контроля потока газа

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iu974275 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 03.12.80 (21) 3211525/18-10 (51)M. Кл.

G 01 Р 5/12 с присоединением заявки М твеударственьй миитвт

ССС1 ао калаи изобретенкИ и открытии (23) Приоритет

Опубликовано 15. 11. 82 .. бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (53) УДК 532.574 (088. 8) И. И. Шагойка, Е.П. Бурденко, В.Л. Румянцев, и В.В. Ляхович (Я2) Авторы изобретения (71) Заявитель (5" ) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОТОКА ГАЗА

Изобретение относится к измеритель йой технике и может быть использовано для контроля за, текущими газами.

Известно механическое устройство для контроля за текущими газами, которое позволяет контролировать налиwe потока газа при небольшдм динамическои давлении 1 3.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст1О ройство контроля потока газа, содержащее резисторный измерительный мост с включенным в одно из плеч терморезистором, усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали моста, транзисторный ключ и источник питания f 2 3.

Недостатком известного устройства является то, что при скачкообразном изменении скорости потока не успевает о измениться выходной сигнал, так как нагрев терморезистора определен потенциалом выходного напряжения усилителя, и при осутствии потока газа терморе2 зистор нагрет до высокой температуры (T=523 К) повторяющииися импульсами .генератора прямоугольных импульсов, включающими усилитель.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства контроля потока газа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля потока газа содержащее резисторный измерительный мост с включенным в одно иэ плеч термореэистором, усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали моста, транзисторный ключ и источник питания, введен стабилитрон, включенный параллельно транзисторному ключу, управляющий электрод которого соединен с выходом усилителя, причем источник питания подключен через транзисторный ключ к питающей диагонали моста.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства контроля потока газа.

3 974275

Устройство контроля потока газа содержит измерительный иост с резисторами 1-3, в одно из плеч которого включен термореэистор 4, помещенный в канале газа 5, компаратор 6, выполненный на операционном усилителе и включенный в измерительную диагональ а-б моста 1"4, транзисторный ключ 7, выполненный на однрм транзисторе, управляющий электрод которого соединен с выходом компаратора б, стабилитрон

8, один вывод которого соединен с эмиттером транзистора транзисторного ключа.7 и источником питания 9, потенциал которого обеспечивает форсированное нарастание тока. Другой вывод стабилитрона 8 соединен с коллекторой транзистора транзисторного ключа 7 и с точкой < витающей диагонали моста 1-4. Точка б питающей диагонали 1-4 соединена с общим выводом 10 питания. Питание компаратора 6 может осуществляться от отдельного источника 11.

Устройство контроля потока газа ра- > ботает следующим образом.

При отсутствии потока газа мост 14 запитан слабым током через стабилитрон 8, ограничивающий потенциал в питающей диагонали а - 5 моста 1-4. РавЗО новесие моста !-4 достигается настройкой переменного резистора 3, включенного в смежное с терморезистором 4 плечо моста 1-4. На входы компаратора

6 поступают сигналы, при которых уровень выходного сигнала компаратора 6 закрывает транзисторный ключ 7. При этом терморезистор 4 нагрет слабым током до небольшой температуры (Т=303 K).

При появлении потока газа в канале газа 5 терморезистор 4 начинает охлаж40 ь даться и его сопротивление начинает изменяться. Передаточная характеристика компаратора 6 выбирается такой, чтобы даже незначительное изменение потенциала в измерительной диагонали моста 1-4 приводило к скачкообразному изменению сигнала на выходе усилителя - компаратора 6. Так, например, при выборе термореэистора 4 с отрицательным ТКЕ, при появлении потока га- о эа в канале газа 5 потенциал измерительной диагонали моста 1-4 возрастает относительно общего потенциала схемы, на выходе компаратора 6 появляется сигнал, открывающий транзисторный ключ 7. Стабилитрон 8 шунтируется транзисторным ключом 7, и напряжение форсиррвания (Оф) прикладывается к ф питающей диагонали а - Ь моста 1-4. Ток в ветвях моста 1-4 резко возрастает, термореэистор 4 начинает форсированно нагреваться до приведения моста 1-4 в равновесие, что достигается при компенсации отбора тепла потоком газа пропорциональным нагревом терморезистора 4 до исходной небольшой (Т=303 К) температуры. При уравновешивании моста 1-4 происходит скачкообразное обратное изменение выходного сигнала компаратора 6, транзисторный ключ 7 закрываешься, и иост 1-4 эапитывается слабым током через стабилитрон 8. Если поток газа в канале газа 5 присутствует, то через некоторое время терморезистор 4 снова охладится, баланс моста 1-4 снова нарушится, откроется транзисторный ключ 7. На питающую ди» агональа -5 моста 1-4 подается напряжение форсирования U+, ток возрастает, температура терморезистора 4 форсированно повышается до восстановления равновесия моста 1-4. До тех пор, пока поток газа в канале 5 будет присутствовать, будет повторяться цикли-, 1ческий процесс в устройстве контроля, и будут появляться импульсы на выходе компаратора б. Частота и длительность этих импульсов зависит от скорости потока газа. Терморезистор 4 при этом

1 не нагревается выше исходной невысокой температуры (например, T=303 К).

При скачкообразном изменении скорости потока газа от максимального до минимального значения в тот период, когда транзисторный ключ 7 разомкнут, через мост 1-4 течет малый ток и температура терморезистора 4 равна исходной, равновесие моста 1-4 не нарушается. Очередной импульсный сигнал на выходе компаратора 6 не появляется, транзисторный ключ 7 не открывается. Последовательность импульсов на выходе компаратора 6 прерывается. При таком же изменении скорости потока газа в тот период, когда транзисторный ключ 7 открыт и температура .терморезистора 4 еще не достигла исходного значения (т. е. ниже его), мост 1-4 еще быстрее приходит в равновесие.

При отсутствии отбора тепла и питании форсированным током температура терморезистора 4 быстро достигает исходной, мост 1-4 приходит в равновесие и последовательность импульсов на выходе компаратора б прерывается.

В этом случае терморезистор 4 также э 8687/62 дписное

5 9742 е нагревается выше исходной температуры (T=303 K).

Стабилитрон 8 способствует стабилизации потенциала в измерительной диагонали моста 1-4 при запертом клю- g че 7. Благодаря тому, что температура нагрева термореэистора 4 невелика и не поднимается выше исходной, уст-. ройство обеспечивает повышение быстродействия. >о

Устройство не снижает своего быст родействия при длительном отсутствии потока газа в канале газа, так как термореэистор моста не нагревается до высокой температуры. 3$

Устройство контроля газа может быть применено для измерения скорости потока газа. При этом используется информация, содержащаяся в выход ном сигнале компаратора в виде последовательности импульсов, изменяющихся по частоте и длительности. Устройство может обеспечить измерение- как .устас новившейся, так и быстро изменяющей- д ся по величине скорости потока газа.

75 6

Формула изобретения

Устройство контроля потока газа, содержащее резисторный измерительный мост с включенным в одно из плеч тер орезистором, усилителем, входы которого подключены к измерительной диагонали моста, транзисторный ключ и источник питания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен стабилитрон, включенный параллельно транзисторному ключу, управляющий электрод которого соединен с выходом усилителя, причем источник питания подключен. через транзисторный ключ к питающей диагонали моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Иаякин В. Н., Донченко Э. Г.

Электронные системы для автоматизированного измерения характеристик потоков жидкостей и газов. И., "Энергия", 1970, с. 12.

2. Авторское свидетельство СССР

11 505964, кл. G 01 P 5/12, 1974 (прототип). филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4