Термоанемометр
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 590675
Союз Советских
Социалистических
Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.76 (21) 2355573/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (51) М. Кл С 01Р 5/10
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 533.6.08(088.8) (72) Авторы изобретения А. П. Дворников, В. Н. Кошкарев, К. А. Виноградов, Б. А. Осюхин, В. И. Крылович и А. Д. Солодухин (71) Заявитель (54) TEPMOAHEMOMETP
Изобретение относится к области тепловых измерителей параметров движения и может быть использовано для измерения ускорений текучих сред, например потоков жидкости и газов, измерения ускорения твердых тел, например судов, самолетов относительно среды.
Известны термоанемометры для измерения параметров потока, содержащие измерительный мост с чувствительными элементами, усилитель разбаланса, ключ питания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения.
Недостатком этих устройств является малая точность измерений и невозможность получения информации от ускорений потока.
Ближайшим по технической сущности к изобретению является термоанемометр, содержащий погружаемый в поток нагреваемый датчик с закрепленными на нем излучателем и приемником упругих колебаний, генератор электрических колебаний, устройство для измерения разности фаз акустических колебаний и регистратор, вход которого связан с выходом устройства для измерения разности фаз. Однако в таком термоанемометре отсутствуег на выходе величина, несущая непосред ственную информацию об ускорении потока, поскольку последняя может быть получена только путем дифференцирования выходного сигнала.
Цель изобретения — одновременное получение непосредственно с одного датчика информации о скорости и ускорении.
Это достигается тем, что в предлагаемый термоанемометр дополнительно введены последовательно соединенные усилитель и устройство для измерения разности частот, второй вход которого подключен параллельно входам устройства для измерения разности
10 фаз, а выход соединен с регистратором.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого термоанемомегра.
Термоанемометр содержит нагретый датчик
1, на котором закреплены излучатель 2 и
15 приемник 3 упругих колебаний, генератор 4 электрических колебаний, выход которого связан с излучателем упругих колебаний и с одним из входов устройства 5 для измерения разности фаз и устройство б для измерения
20 разности частот электрических колебаний, вторые входы которых через усилитель 7 связаны с приемником упругих колебаний, а выходы с регистратором 8.
Термоанемометр работает следующим обра
25 зом.
С помощью генератора 4 и излучателя 2 в погружаемом в поток нагреваемом датчике 1 возбуждаются упругие колебания частотой
Упругие колебания распространяются в
30 датчике, достигают приемника 3 и преобразу590675 ются последним в электрические колебания, усиливаемые усилителем 7 до величины, необ ходимой для нормальной работы последующих устройств.
Электрические колебания с выхода генератора 4 и усилителя 7 подаются на входы устройств 5 и 6 измерения разности фаз и разности часготы. При движении потока нагреваемый датчик 1 охлаждается, причем степень охлаждения датчика зависит от скорости v потока. При этом вследствие температурного изменения скорости распространения упругих колебаний в датчике 1 и термического изменения его размеров возникает добавочная разность фаз Aq> между сигналами на излучателе 2 и приемнике 3 упругих колебаний по сравнению с разностью фаз при неподвижном потоке. При наличии ускорения потока
do а=
Ф
dt т. е. при изменении скорости происходит изб менение сдвига фаз, а так как
dt 2 dt частоте, то на выходе устройства для измерения разности частогы появляется сигнал, зависящий от ускорения и описываемый выражением
A f = О, а = О (v = const)
Ь| = К1 +А1 ", g O(v+ const)
4кАЬу Н где Af — разность частоты на выходе устройства для измерения разности частот;
Лс — приращение разности фаз;
А и К вЂ” постоянные для данного типа датчика и потока коэффициенты, }/2тс С 4 л где fp — частота электрических колебаний генератора 4;
4 — расстояние между излучателем 2 и приемником 3 упругих колебаний при
v=0;
Cp — скорость распространения упругих колебаний в датчике 1 при v=0;
b — температурный коэффициент скорости распространения упругих колеба5 ний в материале датчика 1; а — температурный коэффициент линейного расширения датчика 1;
7н, — температура нагрева датчика при
v— = 0;
Т, — температура потока (для данного потока принимаем ее постоянной и известной); р — плотность потока;
ф— теплоемкость потока;
Х вЂ” теплопроводность потока;
d †диаме датчика.
Выражение для ускорения потока
dt (Лр -+- А)
4 А
Q = — — постоянный для данного устК ройсгва коэффициент.
Таким образом, при совместном измерении величин разности фаз и разности частоты получают информацию об ускорении потока.
При отсутствии ускорения разность частот равна нулю.
20 где
Зо
Формула изобретения
Термоанемометр, содержащий погружаемый в поток нагреваемый датчик с закрепленными на нем излучателем и приемником упругих колебаний, генератор электрических колебаний, устройство для измерения разности фаз и регистратор, вход которого связан с вы
40 ходом устройства для измерения разности фаз, отличающийся тем, что, с целью одновременного получения информации о скорости и ускорении потока, в него дополнительно введены последовательно соединенные усилитель и
45 устройство для измерения разности частот, второй вход которого подключен параллельно входам устройства для измерения разности фаз, а выход соединен с регистратором.
590675
Составитель В. Куприянов
Техред А. Камышннкова Корректор Е. Мохова
Редактор T. Рыбалова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3190)2 Изд. № 160 Тираж 1109 Подписное
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35,. Раушская наб., д. 4!5