Термоанемометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Севетскнк

Сецналнстнческнк

Республик он 991307

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуР М К» з

G 01 P 5/08

G 01 P 13/00

G 01 F 1/00 (22) Заявлено 03. 04. 81(21) 32б 9825/18-10 с присоединением заявки Йо

ГосударственныА комнтет

СССР но делам нзобретеннА н открытнА (23) ПриоритетОпубликовано 23Р1Я3.Бюллетень Hо 3

t$3) УДК 532. 574 (088. 8) Дата опубликования описания 23.01 ° 83

/ ь

В. И. Смирнов, 9. Н. Патрушев и . C. Èèëîâàíîâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) TEPMOAHEMOMETP

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода газов.

Известно устройство дпя определения расхода газа, содержащее термочувствительный элемент, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры и который устанавливается не посредственно в потоке, измерительную мостовую .схему, в одно плечо которой включен термочувствительный элемент, и источник питания с измерителем тока (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термоанемометр, содержащий корпус с канайом, в котором размещены термочувствительные элементы в виде измерительного и компенсационного термометров с выводами, включенные в смежные плечи измерительного ьрсеа, и источник постоянного тока (2 3.

Недостатком известного устройства является наличие погрешности измерения расхода газа, возникающей вследствие изменения атмосферного давления.

Целью изобретения .является повыше ние точности термоанемометра путем исключения погрешности, возникающей вследствие изменения атмосферного давления.

Для достижения поставленной цели термоанемометр снабжен вакуумированной емкостью, закрепленной на выходе канала корпуса и загерметизированной упругим элементом; соединенным своим центром с одним выводом компенсационного термистора, другой вывод которого через пружину соединен с гибкой нитью, намотанной на винт закрепленный герметично в корпусе перпендику« лярно каналу, причем в центральной части канал корпуса выполнен в виде усеченного конуса.

Кроме того, отношение .площади поперечного сечения канала в месте установки измерительного термистора к площади поперечного сечения канала в месте установки компенсационного термистора выполнено в диапазоне от

1з80 до 1:100.

На чертеже представлена блок-схема термоанемометра.

Термоанемометр содержит корпус 1 с .каналом 2, в который встроены измерительный 3 и компенсационный 4 полупроводниковые бусинковые термисторы. В центральной части канала 2, 991307 выполненной в виде усеченного конуса, размещен термистор 4, который одним выходом соединен с упругим элементом

5,, герметично соединенным с емкостью

6, вакуумированной до 133 Па и закрепленной с возможностью перемещения в канале на выходе измеряемого

ftoToKB газа. Другим выводом термистор

4 через пружину 7 и электрически проводящую нить 8 соединен с винтом

9, закрепленным герметично в корпу- щ се перпендикулярно каналу с воэможностью вращения.

Термисторы 3 и 4 включены в смежные плечи измерительного моста, в который включены постоянные сопротив- ления 10 и 11 и перемечное сопротивление 12. Схема моста питается от источника 13 постоянного тока. Регулируется ток сопротивлением 14. Выходной сигнал регистрируется потенциометром 15.

Термоанемометр работает следующим. образом.

При прохождении измерительного тока по измерительному 3 и компенса- 2 ционному 4 термисторам в них рассеивается мощность. Величина рассеива.емой мощности, а следовательно, и сопротивления измерительного 3 и компенсационного 4 термисторов зависят ЗО как от скорости потока, так и от температуры измеряемой среды. Однако поскольку компенсационный термистор

4 располагается в части канала, выполненного в виде усеченного конуса, 35 например с диаметром d> 18 мм (S = 251 2 мм ) при атмосферном давлении 94 кПа, либо с диаметром

d g 20 мм (S> = 314 мм ) при атмосферном давленйи 105 кПа, которые 4 в 9-10 раз больше диаметра цилиндрического канала dq 2 мм (S = 3,1.4 мм ), где расположен иэмерительнйй термис. тор 3, то соответственно и скорость потока газа в V

2 2 в Ч2/V„= d„/d раза меньше, где V„, Vg — скорости потока по каналу, а следовательно, и мощность рассеивания на компенсационном термисторе 4 значительно меньше мощности, рассеиваемой на измерительном термисторе 3, Это обеспечивает высокую чувствительность устройства при измерении расрасхода газов в диапазоне

0 - 200 нсм /мин, При отсутствии потока мостовая схема приводится в равновесие с помощью переменного сопротивления 14. При наличии потока изменяется величина сопротивления измерительного термистора 3 и незначительно сопротивление комйенсацион- @ ного термистора 4,мост выходит иэ равновесия, и в измерительной диагонали появляется сигнал рассогласования, зависящий от расхода. Сигнал регистрируется потенциометром 15. 65

При изменении атмосферного давления, например при его уменьшении, уменьшается плотность измеряемого потока газа, компенсационный термистор 4 под действием упругого элемен.та 5 и пружины 7 перемещается вдоль

-оси конусного канала 2 влево — на участок с меньшей площадью поперечного сечения (c диаметром d ), а следовательно, с большей скоростью потока газа при определенном расходе °

Рассеиваемая мощность на компенсационном термисторе 4 увеличивается, а на измерительном остается неизменной, а следовательно, сигнал рассогласования в измерительной диагонали моста, регистрируемый потенциометром 15, уменьшается на величину уменьшения расхода газа.

При увеличении атмосферного давления компенсационный термистор 4 под действием упругого элемента 5 и пружины 7 перемещается вдоль оси конусного канала 2 вправо- — на участок с большей площадью поперечного сечения(с диаметром d ), а следовательно, с меньшей скоростью потока газа при определенном расходе. Рассеиваемая мощность на компенсационном термисторе 4 уменьшается, а на измерительном термисторе 3 остаетсч неизменной, а следовательно, сигнал рассогласования в измерительной диагонали моста, регистрируемый потенциометром 15. увеличивается на величину увеличения расхода газа.

Настройка термоанемометра осуществляется следующим образом.

Устанавливают расход газа через термоанемометр, соответствующий верхнему диапазону измерений (для определенного рода газа), Перемещением емкости б вдоль канала 2 и вращением винта 9 устанавливают компенсационный термистор 4 в точке, соответствующей по потенциометру 15 значе.нию этого диапазона измерений при нормальном атмосферном давлении (101,3 кПа)

Предлагаемое устройство позволит повысить точность измерения расхода газов в диапазоне 0 — 200 см /мин з с погрешностью не более +0,3% отн. при изменении атмосферного давления в диапазоне 95 — 105 кПа.

Формула изобретения

1, Термоанемометр, содержащий корпус с каналом, в котором размещены термочувствительные элементы в виде измерительного и компенсационного термисторов с выводами, включенные в смежные плечи измерительного моста, и источник постоянного тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вакуумированной емкостью, 991307

Составитель Е. Сыс

Редактор И. Николайчук Техред С.мигунова Корректор Л. Бокшан

Заказ 122/61 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 закрепленной на выходе канала корпуса и загерметизированной упругим элементом, соединенным своим центром с одним выводом компенсационного термистора, другой вывод которого через, пружину соединен с гибкой нитью, намотанной на винт, закрепленный герметично в корпусе перпендикулярно каналу, причем в центральной части канал корпуса выполнен в виде усеченного конуса.

2. Термоанемометр по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что отношение площади поперечного сечения канала в месте установки измерительного термистора к площади поперечного сечения канала в месте установки компенсационного термистора выполнено в диапазоне от 1:80 до 1:100.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2105274, кл. G 01 F 1/00, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 322621, кл. G 01 F 1/00, 1972 (прототип) .