Пневматический анемометр

Пневматический анемометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНЕМОМЕТР, содержащий установленные в сопле Лаваля питакяций и приемный насадки, образунвдие систему сопло - заслонка и соединенные с дросселями, а междроссельньми камерами через дифференциальный усилитель - с входом регулятора , отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, каждый насадок расположен в сопле Лаваля тангенциально его поперечному сечению и снабжен стабилизатором давления , выполненным в виде сумматора с обратной связью, образованной соединением одного из входов су7 матора с междроссельной камерой, причем второй вход каждого сумматора соединен с выходом регулятора. 2. Анемометр по п. 1, отличающийся тем, что,тангенциальные насадки расположены по винтовой лии .НИИ. (Л со о c со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З(51) G 01 P 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« .,» е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3290739/18-10 (22) 11.05.81 (4б) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72) Е.Ф. Агарков, Д.Л. Зеликсон, E.Â. Кирко, В.В. Латков и В.Ю. Рыжнев (53) 532.574(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

9 579825, кл. G 01 P 15/00, 1973..

2: Божков В.М. н др. Исследование работы струйного измерителя скорости воздушного потока. Отчет ЦАГИ 9 3271, М., 1977 (прототип). (54) (57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНЕМОМЕТР, содержащий установленные в сопле Лаваля питающий и приемный:насадки, образующие систему сопло — заслонка и соединенные с дросселями, а меж„„Я0„„1030729 A дроссельными камерами через дифференциальный усилитель — с входом регулятора, отличающийся тем, что,. с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, каждый насадок расположен в сопле

Лаваля тангенциально его поперечному сечению и снабжен стабилизатором давления, выполненным в виде сумматора с обратной связью, образованной соединением одного из входов сумматора с междроссельной камерой, причем второй вход каждого сумматора соединен с . выходом регулятора.

2. Анемометр по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что,тангенциальные насадки расположены по винтовой лиф .нии.

1030729

Изобретение относится к измерительной технике в аэродинамике, а именно к средствам измерения скорости газовых потоков, и может быть использовано для измерения скоростей гаэового потока порядка 0,1-20 м/с

5 в системах автоматического регулирования и .контроля при запыленности и агрессивности протекающей среды.

Известен пневматический анемометр, содержащий два насадка (питающий и приемный), образующих систему сопло — заслонка и соединенных с дросселями, а междроссельными камерами через дифференциальный пневмоусилитель — с входом регулятора $1). 15

Встречные струи истекающего иэ насадков воздуха препятствуют засорению насадков в условиях измерения скорости запыленных газовых потоков или их коррозии при измерении ско- 2(» рости агрессивных газов. Регулятор обеспечивает при отклонении питающей струи- заслонки измеряемым потоком повышение скорости истечения питающей струи и, таким образом, меняет ее жесткость . Переменная "жесткость питающей струи линеариэует выходную характеристику анемометра и расширяет диапазон измерения.

Дифференциальный вход пневмоусилителя исключает погрешность измерения, связанную с флуктуациями статического давления измеряемой среды, возникающими на в::оде регулятора, Такой анемометр обладает большой погрешностью вследствие высокой чувствительности к углу скоса измеряемого потока, что определяет высокие требования к перпендикулярности насадков относительно направления,,измеряемоо го по ток а.

Известен также пневматический анемометр, содержащий два установленных в критическом сопле Лаваля насадка, образующих систему соплозаслонка и соединенных с дросселями, 45 а междроссельными камерами,через дифференциальный пневмоусилитель - с входом регулятора $2 ).

Расположение насадков в критическом сечении сопла Лаваля значительно снижает чувствительность анемометра к углу скоса измеряемого потока {в пределах десятков градусов), а дополнительное ускорение газа в сопле Лаваля позволяет расширить диапазон измерения в области малых скоростей до величин порядка 1:м/с.

Однако такие анемометры не могут быть использованы для измерения скоростей газа, меньших 1 м/с. Это обус-60 ловлено таким их недостатком, как неполная компенсация флуктуаций статического давления измеряемого потока, что не позволяет уменьшить жесткость воздушной заслонки .65

Эта жесткость определяется длиной струи воздушной заслонки, выраженной в калибрах отверстия питающего насадка и скоростью воздуха на срезе насадка. Скорость воздушной заслонки должа быть такова, чтобы динамический напор заслонки у отверстия приемного насадка превосходил начальное давление в приемном насадке. Следовательно, для уменьшения жесткости заслонки необходимо снизить давление в приемном насадке. Но это давление не.может быть ниже возможных вариаций статического давления измеряемого потока, так как в противном случае может возникнуть обратное течение в приемном насадке, что приведет к засорению или коррозии насадка и выходу из строя анемометра. Кроме того, флуктуации статического давления изменяют скорость воздушной заслонки и, следовательно, ее жесткость, что приводит к дополнительному отклонению заслонки измеряемым по током при постоянстве скорости последнего. В таком случае анемометр регистрирует изменения давления как изменения скорости набегающего потока, т.е. возникает погрешность изме" рения. Далее, при выборе оптимальной жесткости заслонки обычно оказывается, что оптимальное расстояние между питающим и приемным насадками меньше диаметра критического сечения сопла Лаваля, поэтому их вдвигают радиально в сопло, что вносит дополнительное сопротивление и искажает течение измеряемого газа в этом

1 сечении, приводя к изменению статического давления в сопле. При установке насадков в сопле заподлицо, без выступов, приходится значительно увеличивать скорость струи- . заслонки, а это ограничивает нижний предел измерения скорости набегающего потока и обуславливает погрешность измерения, связанную с изменениями статического давления в-сопле Лаваля.

Таким образом, перечисленные недостатки ограничивают диапазон изме-, ряемых скоростей и снижают точность измерения вследствие вэаймосвязанного влияния на результат измерения вариаций статического давления в обоих насадках и сопла» Лаваля.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения эа счет расширения диапазона изменения жесткости струи эаслонки и повышение точности измерения за счет исключения влияния флуктуаций статического давления во всех элементах первичного преобразователя - насадках и сопле.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом анемометре, содержащем установленные в сопле Ла.10307?9 валя питающий и приемный насадки, образующие систему сопло — заслонка и соединенные с дросселями, а междроссель.ными камерами через пневмоусилитель — c входом регулятора, -каждый насадок расположен тангенциально поперечному сечению сопла Лаваля и снабжен своим стабилизатором давления, выполненным в виде сумматора с обратной связью, образованной соединением одного из входов сум- 10 матора с междроссельной камерой, причем второй вход сумматора соединен с. выходом регулятора.

Кроме того, насадки могут быть также расположены вдоль винтовой ли- 15 нии, что обеспечивает еще большее снижение жесткости струи- заслонки за счет увеличения расстояния между насадками.

На фиг. 1 приведена принципиальная пневматическая схема анемометра; на фиг. 2 — вариант расположения питающего и приемного насадков в сопле

Лаваля по винтовой линии.

В сопле 1 Лаваля установлены питающий 2 и приемный 3 насадки, соединенные соответственно с дросселями .4 и 5, а междроссельными камерами б и 7 через дифференциальный усилитель 8 с входом регулятора 9. Каждый насадок

2 и 3 расположен в сопле 1 тангенциально его поперечному сечению и направлен под заданным углом к другому насадку в пределах 0-360 или по винтовой линии. Питающий 2 и приемный 3 насадки снабжены стабилизато- 35 рами давления, выполненными в виде сумматоров 10 и 11 с обратной связью, образованной соединением одного иэ входов каждого из сумматоров 10 и 11 с междроссельными камерами б и 7 40 соответственно, причем вторые входы этих сумматоров соединены с выходом регулятора 9 параллельно. К этому же выходу регулятора 9 присоединен йндикаторный прибор 12, регистрирую- 45 щий измеряемую скорость. На входе регулятора 9 задано начальное давление Ряод, а ко всем блокам одведено питание — сжатый воздух.

Для измерения скорости сопло 1 50

Лаваля устанавливают в потоке газа, течение которого перпендикулярно насадкам 2 и 3 и обозначено стрелками.

В питающий 2 и приемный 3 насадки подают сжатый воздух заданного давления, причем эти давления существенно различны и устанавливаются такими, чтобы истекающая из питающего насадка 2 струя образовывала воздушную заслонку для насадка 3, а расходчереэ насадок 3 приближался к нулю.

Разность давления в междроссельных камерах б и 7 через дифференциальный усилитель 8 поступает на вход регулятора 9 и сравнивается с заданным начальным давлением Р,,, íà его входе. Выходной сигнал регулятора 9 изменяется до тех пор, пока сигнал с усилителя 8 не сравняется с начальным давлением Р . Это равенство при отсутствии измеряемого потока соответствует нулевому сигналу на индикаторном приборе 12.

Измеряемый поток в сопле 1 Лаваля отклоняет истекающую иэ питающего насадка 2 струю в сторону диффуэора сопла 1, при этом давление в междроссельной камере 7 приемного насадка 3 уменьшается за счет появления расхода через него, а разность давлений на входе усилителя 8 увеличивается, вызывая соответствующее увеличение давления на выходе регулятора 9 °

Давление воздуха в насадках 2 и 3 увеличивается до установления первоначального соотношения разности давлений в междроссельных камерах 6 и 7.

Изменение давления на выходе регулятора 9 пропорционально скорости потока и регистрируется индикаторным . прибором 12.

Тангенциальное расположение насадков 2 и 3 в сопле 1, а также pclc положение их по винтовой линии позволяет варьировать расстояние между ними, т.е. менять жесткость струи заслонки., не выдвигая насадка в поток, при любом выбранном диаметре сопла 1. Это обеспечивает минимальные помехи, обусловленные флуктуациями статического давления в сопле 1.

Таким образом, анемометр позволя- ет расширить диапазон измерения скорости потока газа путем создания струи- заслонки минимальной жесткости и повысить точность измерения благодаря устранению влияния флуктуация статического давления во всех элементах первичного преобразователя (насадках 2 и 3 в.сопле 1).

Данным анемометром измерены скорости от 0,1 м/с до 20 м/с, в то время как известный анемометр имеет диапазон измеряемых скоростей порядка

5,0-15.м/с.

1030729

Фиа2

Тирам 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5203/45

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

Составитель В. Чубиков

Редактор Н. Лазаренко Техред A,Áàáèíeö. Корректор 0. Билак,