Пневматический термометр

Пневматический термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

СО4иалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150679 (21) 2781284/18-10 (51)hA

3 с 01 к ц/00 а О1 К 1З/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1504,81. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 150481 (53) УДК 536.51 (088. 8) (72) Автор изобретения

Е. Ф. Шкатов (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР

Изобретение относится к термометгии и может быть использовано в различных отраслях промышленности для автоматического измерения температуры газовых потоков.

Известен пневматический термометр, содержащий источник питания и дроссельный мостовой преобразователь (Я.

Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за присутствия в измеряемом газовом потоке аэрозолей, которые оседают в каналах дроссельных элементов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пневматический термометр, содержащий источник;питания, снабженный редуктором и фильтром, дроссельный мостовой преобразователь, в рабочую ветвь которого включены дроссельный преобразователь температуры и вспомогательный дроссель, имеющий одинаковые диаметры каналов, а в сравнительную ветвь — ламинарный дроссель, причем междроссельные камеры мостового преобразователя подключены к входам усилителя., выход которого подключен ко входу повторителя, соединенного со вторичным прибором, причем к выходу редуктора подключена последовательная цепочка из постоянных и переменного дросселей, выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам усилителя, а выход одного из постоянных дросселей соединен с выходом задатчика (2J .

Однако в данном устройстве темпе10 ратура контролируемой среды измеряется с большой погрешностью не менее бЪ от максимального давления шкалы показывающего прибора. Невысокая точность измерения обусловлена от15 клонениями в однородности состава инертного газа, питающего схему измерения, и невозможностью поддержания стабильной температуры в термостате из-за наличия градиента тем2Q пературы между дросселями мостового преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Для достижения этой цели в уст25 ройство введены дополнительный источник питания и регулирующий дроссель, включенный в сравнительную ветвь

- мостового преобразователя, каждая из ветвей которого подключена раздельЗ0 но к источникам питания.

821958

Отношение длин каналов вспомогательного дросселя и дроссельного преобразователя находятся в пределах

2,7-3,0.

На чертеже представлена схема устройства.

Предложенное устройство включает источник 1 питания„ постоянный дроссель 2, дроссельный преобразователь

3 температуры, измеряемую среду 4 регулирующий дроссель 5, постоянный дроссель 6, дополнительный источник

7 питания, усилитель 8., постоянный дроссель 9, задатчик 10, постоянный дроссель 11, регулируемый дроссель

12, постоянный дроссель 13, повторитель 14, вторичный прибор (манометр)15, источник 16 питания, фильтр 17, редуктор 18, давление

Ро питания мостовой схемы, давления

Р„ и Р в междроссельных камерах мостового дроссельного преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая температура вызывает разбаланс мостового преобразователя, образованного четырьмя дросселями

2-5. Измеряемый перепад давления мостовой схемы является функцией нескольких независимых переменных

Ь Р =Р „-Р. = f (1 „, t ., Ð, É, Р ), где ЬР— измеряемый перепад давления мостовой схемы;

Р— давление в междроссельной

1 камере рабочей ветви моста (дроссели 2 и 3);

P — давление в междроссельной

2 камере рабочей ветви моста;

tö- измеряемая температура; температура окружающей среды3

d — - диаметр канала дросселя;

8 - длина дросселя.

При изменении измеряемой температуры изменяется вязкость воздуха, протекающего через канал дросселя

3, что вызывает изменение перепада давления на нем и ведет к изменению давления в междроссельной камере рабочей ветви моста, а следовательно к разбалансу мостовой схемы.

Раосмотрим более подробно влияние изменения измеряемой температуры на изменение величины давления в междроссельной камере рабочей ветви моста.

В стационарном режиме при равенстве измеряемой температуры и температуры окружающей среды на основании закона Пуазейля для рабочей ветви моста можно записать ф 4 .(t, Р„ -(Р„-,1, где pl и - соответственно динамический коэффициент вязкости и плотность воздуха., протекающего по,каналам дросселей;

Ро — давление питания ветвей моста;

Рс,- атмосферное давление.

Если измеряемая температура больше температуры окружающей среды, то при установлении режима уравнение (1) примет вид С 4 4 (р, -p I (2) где ф и p - соответственно динамическая вязкость и плотность воздуха в канале первичного преобразователя

3 при новом значении измеряемой температуры; !

Р, — давление в междроссельной камере, соответствуюшее новому значению измеряемой температуры.

Новое значение давления в междроссельной камере получим, решив уравнение (2) относительно Р

1 q з РP (3) а, Приращение давления в междроссельной камере рабочей ветви моста равно

Р (Ро P„)

ЬР= Р„- Р„= (a-<)

Р„+(а+ ) Р., (4) (0 P

F I

30 где

65

Следовательно, АР зависит от измеряемой температуры через величину а.

Разбаланс мостовой схемы определяется давлением питания P, которое необходимо стабилизировать. Давления и Р, Формируемые в междроссельных проточных камерах, образованных дроссельными элементами 2-3 и 6-5, подаются на 4-х входной усилитель 8.

Питание нижнего сопла усилителя 8 осуществляется от элемента постоянного расхода воздуха 16. Для создания начального выходного давления термометра используется задатчик

10. Выходное давление усилителя В усиливается еще мощным повторителем

6 и направляется на вторичный прибор 15, в качестве которого может быть использован обычный манометр.

Экспериментальное исследование работы термометра показывает, что для обеспечения линейной зависимости приращения перепада давления в междроссельной камере рабочей ветви моста от измеряемой температуры необходимо, чтобы отношение длин вспомогательного дросселя и дроссельного преобразователя при одинаковых диаметрах каналов находилось в пределах 2,7-3,0. введение в предложенный термометр регулирующего мембранного дросселя

5 уменьшает в несколько раз разбаланс мостового преобразователя, обуслов821958

Составитель A. Тереков

Редактор М. Хома Техред М.Лоя корректор О. Билак

Заказ 1799/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 ленный изменениями температуры окружающей среды, что, наряду с раздельным питанием ветвей моста, повышает точность измерения, при этом суммарная погрешность не превышает

2-3Ъ.

Формула изобретения

1. Пневматический термометр, содержащий источник питания, снабженный редуктором и фильтром, дроссельный мостовой преобразователь, в рабочую ветвь которого включены дроссельный преобразователь температуры и вспомогательный дроссель, имеющие одинаковые диаметры каналов, а в сравнительную ветвь — ламинарный дроссель, причем междроссельные ка- 15 меры мостового преобразователя подключены к входам усилителя, выход которого подключен ко входу повторителя, соединенного со вторичным прибором, причем к выходу редуктора под- Щ ключена последовательная цепочка иэ постоянных и переменного дросселей, выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам усилителя, а выход одного из постоянных дросселей соединен с выходом задатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены дополнительный источник питания, и регулирующий дроссель, включенный в сравнительную ветвь мостового преобразователя, каждая из ветвей которого подключена раздельно к источникам питания.

2. Термометр по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что отношение длин каналов вспомогательного дросселя и дроссельного преобразователя находятся в пределах 2,7-3 0.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

1. Залманэон Л. A. О принципиальной возможности практичееки безынерционного измерения температуры газа и жидкости ° - Автоматика и телемеханика . 1961, Р 9, т, 22, с. 13.

2. The Review of Scientific

Instruments. London, 1971, 9 1, р. 32 (прототип).