Тепловой расходомер

Тепловой расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащий теплоизоляционный корпус и трубку для пропускания газа с расположенными на ней нагревателем и двумя терморезисторами, располсякенными по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую cxevy, два других плеча которой образованы постоянными резисторами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет линеаризации .градуировочной характеристики, он содержит измерительный усилитель, включенный в измерительную диагоНсшь мостовой схемы , и источник тока, вход которого через переменный резистор соединен с выходом измерительного усилителя, а выход - с нагревателем.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПИЬЛИН (19) (И) МЮС 0 Р 1 68

ГОСУДж СтвЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

S ,!

ОПИСЛНИК ИЗОЬРЕТЕния

И C

О С ас

К АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3247892/18"10

I (22) 13.02. 81 (46) 1508.84. Бюл, Р 30 (72) Л.Ç.Ровенский, Б. В.Рогачев, С,К.Ермашов, E.Â.Äìèòðèåâ и B,Í.Ñåíåðцев (53) 681, 121(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 497477, кл. G 01 F 1/00, 1974.

2. Патент США )) 2586060, кл. 73-202, опублик. 1952 (прототип) . (54) (57) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащий теплоизоляционный корпус и трубку для пропускания газа с расположенными на ней нагревателем и двумя терморезисторами, располоаенными по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую схему, два других плеча которой образованы постоянными резисторами, о т л и ч а ю ««1 и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет линеаризации .градуировочной характеристики, он содержит измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ мостовой схемы, и источник тона, вход которого через переменный резистор соединен с выходом измерительного усилителя, а выход — с нагревателем.

110ВЗЗ1

7 напряжения и источником 10 тока.

Проходящие токи разогревают нагреватель до температуры на 60-70 С больше температуры среды и термосопротивления до температуры на 20-30 С больше температуры среды. При отсутствии расхода газа температуры первого и второго терморезисторов одинаковы.

Мост сбалансирован, и входной сигнал с измерительного усилителя 8 павен нулю. Когда появляется поток газа, то первый терморезистор 3 охлаждается газом, а второй термореэистор

4 нагревается газом, так как на него поступает газ, нагретый в области нагревателл 5. Измеíение температуры

Иэ обретени е от носит с я к и э мере нию расхода газа, преимущественно для измерения технологических газов в оборудовании для производства иэделий электронной техники.

Известен тепловой расходомер газа, 5 содержащий теплоиэоляционный корпус, трубку для пропускания измеряемого потока газа и расположенные на ней терморезисторы и нагреватели, включенные в измерительную схему (1). . 19

Недостатком этого расходомера является. нелинейность градуировочных характеристик, Наиболее близким к изобретению является тепловой расходомер газа, содержащий теплоиэоляционный корпус и трубку для пропускания газа с расПоложенными на ней нагревателями и двумя терморезисторами, расположенными на трубке по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую схему, два других плеча которой образованы постоянными резисторами. Питание мостовой схемы нагревателя осуществляется от источников напряжения (23.

Такой расходомер имеет нелинейную

rp адуиров очную харак теристи ку . Нелинейность градуировочных характеристик известного расходомера объясняется тем, что при увеличении расхода газа происходит снижение температуры терморезисторов и нагревател я, что при водит к умен ьшению чу в ствительности расходомера и, следовательно, к искривлению градуировоч- 35 ной характеристики. Второй причиной нелинейности градуировочных характеристик является нелинейное распределение потока через байпасный канал и трубку с обмотками расходомера. 4р

Целью изобретения является повышение точности за счет линеаризации градуировочной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что расходомер, содержащий теплоизоля45 ционный корпус и трубку для пропускания газа с расположенными на ней нагревателем и двумя термореэисторами, расположенными на трубке по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую схему, два других плеча которой образованы постоянными резисторами, содержит также измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ мостовой схемы, и источник тока, вход которого-через переменный резистор соединен с выходом измерительного усилителя, а выход — с нагревателем.

На фиг. 1 представлены градуироночные характеристики расходомера при60 различных значениях температуры перегрева; на фиг. 2 — расходомер, общий вид.

Как показали исследования, градуировочные характеристики тепловых рас- 65 ходомеров зависят от начальной температуры перегрева терморезисторов и нагревателя относительно окружающей среды при отсутствии расхода газа (4Т). Температура перегрева определяется подводимой и отбираемой от терморезисторов и нагревателя мощностью.

Подводимая мощность прямо пропорциональна квадрату тока через нагреват ель . От бир аема я мощн о ст ь опр едел яе тся величиной расхода газа, В результате этого градуировочные характери стики расходомера при постоянном токе через нагреватель описываются функциями вида у = К7х. Если увеличивать ток через нагреватель пропорционально увеличению расхода газа, то рабочая точка расходомера будет переходить с одного значения и Т„ до другого hT< и 4Т (фиг. 1), что приведет к линеаризации градуировочной характеристики. Выбор материала нагревателя мало зависящим от температуры (ТКС - 0,0001 1/град, например, нихром) обеспечивает квадратичную, а не кубическую э ави симост ь выделяемой на нагревателе мощности от протекающего через него тока.

Расходомер (фиг. 2) состоит иэ теплоизоляционного корпуса 1, внутри которого находится трубка 2 для пропускания газа, на которой расположены первый 3 и второй 4 термореэисторы и нагреватель 5. Терморезисторы 3 и 4 образуют два плеча мостовой схемы, двумя другими плечами которой являются постоянные резисторы 6. Мостовая схема питается от источника 7 напряжения. Измерительная диагональ мостовой схемы подключена к входам измерительного усилителя 8, выход которого через переменный резистор 9 подключен к входам источника 10 тока, управляемого напряжением с измерительного усилителя. К выход источника 10 тока подключен нагреватель 5.

Расходомер работает следующим образ ом.

При отсутствии расхода газа через терморезисторы 3 и 4 и нагреватель 5 проходят токи, з адаваемые источником

1108331 сне.2

Составитель В.Проценко

Редактор M Лылын Техред Т.фанта Корректор Е.Сирохман

Заказ 5852 j29 Тираж 610 Подписное

ПИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий (1 30 35, москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5 ф;t.t;èал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 терморезисторов 3 и 4 приводит к изменению величины их сопротивлений, вызывающей разбаланс мостовой схемы и приводит к появлению выходного сиг нала на выходе измерительного усилителя 8. Если бы движок резистора 9 находился точно посередине, то выходной ток источника 10 тока не изменялся бы и происходило бы снижение температуры нагревателя, приводящее к нелинейности градуировочной характеристики. Но положение движка резистора 9 выбирается при градуировке расходомера таким, что увеличение выходного напряжения измерительного,. усилителя 8 вызывает увеличение тока .нагревателя, что компенсирует отбираемую газом мощность от нагревателя и нелинейность деления потока газа, если через расходомер пропускается лишь часть общего потока, и тем самым линеариэует градуировочную характеристику. Таким образом, выходной сигнал измерительногo усилителя 8 увеличивается линейно с увеличением расхода газа.

Линеариэация градуировочной характеристики позволяет упростить и сделать более удобной эксплуатацию р".сходомеров для расходов от 0 до 3 л/г.

Для измерения больших расходов применяются байпасы. Нелинейность расходомеров не более 2%.