Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока

Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сефз Соеетекнх

Соцнаанстниесэ х

Республик

О П И С А Н И Е 589181

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.07.75 (21) 2158146/10 (5I) М. Кл.

G 01 P 5/12 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликоваио25.05.77.Бюллетень № 19 (40) Дата опубликования опнсания27.07.77

Гееударетаеней кеиктет

Веевта Ме3Втра СССР в дацы аавбрртвяк9 я еткреий (53) УДК 533.6,08 (088.8 ) (12) Авторы изобретения

В.Г. Бернадский и И.Н. Засухин

1- - а1 ;;: }, .1 °

Бентральный научно-исследовательский геолого-разввдочнытГ институт цветных и благородных металлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ

ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости воздушных потоков в системах автоматического контроля проветривания рудников, 5

Известны устройства термоанемометри-. ческого типа, предназначенные для измереыия скорости воздушного потока и содержаитые измерительный мост, два чувствительных элемента, источник питания, усилитель в

ы индикатор (1} - (3).

Недостатком этих устройств является большая температурная погрешность и сложность схемы измерения.

Ближайшим по технической сущности к и предлагаемому является устройство для измереыия скорости воздушных потоков, содержащее измерительный мост переменного тока с двумя чувствительными элементами, включенными в смежные плечи измеритель- эа иой мостовой схема в режиме прямого подогрева по разные стороны измерительной диагонали моста, источник постоянного тока, усилитель переменного тонка и генератор импульсов (4).

2

Недостатком известного устройства является неточность измерения скорости потока из-эа недостаточной KDMlleHGBQHH влияния изменений температуры окружающей среды на результаты измерений.

Бель изобретения — обеспечение независимости измерения скорости и направления воздушного потока от изменений температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, чт оба чувствительных элемента последовател,— но соединены с выходом источника постоянного тока, причем усилитель переменного тока подключен в измерительную диагональ измерительного моста переменного тока, а генератор импульсов включен в диагональ питания измерительной мостовой схемы. При этом цепи постоянного и переменного токя соответственно разделены катушкой индуктивности и конденсаторами.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока состоит из измерительного моста переменного тока с

559181

1Ф Кт (1) о Кд

1 ч

Кт (с "о) где

45 м

Ку = /2 /йС Ь Л о яю где Л, p, C, V — соответственно коэффи- 50 циент теппопроводности плотность, удельная теплоемкость и скорость воздушного потока при постоянном давлении и температуре среды Тс, с(;(: — соответственно диаметр и длина проводника;

Я вЂ” сопротивление проводнио ка при температуре ТО, 3 двумя чувствительными элементами 1 и 2, двух постоянных резисторов 3 и 4 и конденсатора 5, источника постоянного тока

6, усилителя переменного тока 7, генератора импульсов 8,:конденсатора 9 и катушки индуктивности 10.

Устройство работает следующим образом.

На измерительный мост переменного тока с двумя чувствительными элементами 1 ,и 2 подаются стабилизированные по амп- щ литуде импульсы от генератора импульсов Й.

Чувствительные элементы подогреваются постоянным током от источника тока 6, В измерительную диагональ включен усилитель Ф переменного тока 7. Конденсаторы 5 и 9 и катушка индуктивности 10 соответственно разделяют цепи постоянного и переменного тока, В первоначальном состоянии при скорости воздушного потока, равной нулю, мост 20 сбалансирован. При обдуве одного из чувствительных элементов он разбалансируется.

Сигнал разбаланса, усиленный усилителем переменного тока 7, пропорционален изменению сопротивления обдуваемого чувствитель- 2s ,мого элемента.

Зависимости сопротивлений чувствительных элементов от температуры и скорости воздушного потока,,а также выбранных режимов работы определяются из условий тем- 30 лоотдачи их нагретых поверхностей в окружающей среде.

Величина электрического сопротивления

R круглого прямого цилиндрического проводника при подогреве его электрическим то- Ç5 ком / и при расположении его поперек пс тока воздуха определяется выражением

d. — температурный коэффициент электрического сопротивления .

Для аналогичного чувствительного эле,мента при скорости потока, равной нулю, величина его электрического сопротивленця определяется выражением

+к

R=R

0 .(/С (2)

Выходное напряжение усилителя переменного тока 7 с большим входным сопротивлением и одинаковых резисторов 3 и 4 опре1деляется выражением Uz |х К Кт(./о (3) .(К где т к1

Чр где К у коэффициент усиления усилителя пб

V ременного тока 7; — стабилизированное по амплитуде о напряжение генератора импульсов 8)

Я 1 М вЂ” сопротивлении чувствительных эле2.. ментов 1 и 2 соответственно.

При одинаковых чувствительных элементах коэффициент К с учетом выражений (1 ) и (2) при обдуве чувствительного эле- мента 1 приобретает вид

-/ .(2 И(2)-((1 /К )-(.(((1/К )+(а при обдуве чувствительного элемента 2(5) Формула изобретения

Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока, содержащее измерительный мост, ° переменного тока с

7В общем виде с учетом выражений (4) и (5) выходное напряжение определяется

U =- l(U (1

Вь! 2 «(/ /2)+ (((/К ) (1 ((//К )+11 о) .

По фазе (знаку в выражении { 6 ) ) судят о направлении воздушного потока.

Выражение (6) не содержит параметров, зависящих от температуры окружающей среды, чем и объясняется термокомпенсируюшее действие предлагаемого устройства.

Устройство позволяет повысить точность измерения скорости воздушных потоков, что особенно важно при использовании их в системах автоматического контроля проветривания рудников.

559181

Составитель В Куприянов

Редактор Т. Иванова Техред А Богдан Корректор В. Галас

Заказ 1608/97 Тираж 1 1 Ol Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 двуми чувствительными элементами, включенными в смежные плечи моста по разные стороны измерительной диагонали; источник постоянного тока, усилитель переменного тока и генератор импульсов, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости измерения скорости воздушного потока от изменений его температуры, чувствительные элементы соединены последовательно с выходом источника постоянно- 10 го тока, при этом усилитель переменного тока подключен в измерительную диагональ измерительного моста, генератор импульсов включен в диагональ питания, а цепи постоянного и переменного тока соответственно 15 разделены катушкой индуктивности и конденсаторами.

Источники информапни, принятые во ялмание при экспертизе:

1, Корчмарь И.Я. Высокотемпературш.i: терморезисторы. "Измерительная техника, No 2, 1972, с. 14-16.

2. Журнал "Приборостроение", % 8, 19(> I, с. 27.

3. Болдырев Г.П., Пальтов ИЛ. Структурная схема и передаточные функции термоанемометра постоянной температуры, журнал "Известия ВУЗов, Приборостроение, т. 16, Ме 2, 1973, с. 122.

4. Авторское свидетельство СССР

N 176692, М., Кл. (я Ol P 5/12, 1965, (прототип ) .