Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потока

Патент 905865

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п905865 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270879 (21) 2811029/18-10 с присоединением заявки МвЂ” (23) Приоритет .вЂ”

Р М g+ з

G P 5/12

G 01 К 1З/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150282. Бюллетень )(о 6

Дата опубликования описания 150282

l$3) УД3(5З2.574 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.Л. Повх, Г.П. Еремин и Ю.Д. Вебко (71) Заявитель

Донецкий государственный университе (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОСТИ ПОТОКА ями апериодического звена первого порядка (чувствительный элемент расположен на металлических иглах-опорах). В случае же, если чувствительный элемент датчика располагается на подложке и его параметры описываются уравнениями апериодического звена второго н более высших порядков, такое техническое решение уже не позволяет расширить частотный диапазон измерения пульсаций температуры.

Цель изобретения вЂ” расширение частотного диапазона измерения пульсаций температуры для полуинерционных датчиков.

Наиболее близким к предложенному

bio технической сущности является устpoRcTBo для одновременного измерения температуры и скорости потока, состоящее из термометра сопротивления и термоанемометра постоянной температуры с включенным на выходе термометра сопротивления перестраиваемым 2() корректирующим звеном. Сигнал управления на это звено поступает от генератора синусоидального напряжения после преобразования его термоанемометром и цепью частотнозависимых

25 блоков (2).

Однако осуществляемое таким образом расширение частотного диапазона измерения пульсаций температуры дает положительный эффект только для датчиков, которые описываются уравнениИзобретение относится к приборостроению и предназначено для одновременного измерения температуры и скорости потоков жидкости или газа.

Известны устройства для одновременного измерения скорости и температуры потоков (1) и (2).

Недостатком таких устройств является ограниченный частотный диапазон измерения пульсаций температуры потоков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее термометр сопротивления и термоанемометр постоянной температуры с включенным в измерительный мост переменным резистором, введен дополнительный термоанемометр. В измерительный мост дополнительного термоанемометра включен терморезистор и переменный резистор, при этом, выход термометра сопротивления соединен с переменным резистором основного термоанемометра.

На схеме изображено устройство для одновременного измерения температуры и скорости потоков.

905865

Устройство состоит из термоанемометра постоянной температуры 1 с включенным в измерительный мост датчиком скорости 2 и сопротивлением, управляемым напряжением 3, термометра сопротивления 4 с датчиком температуры 5, дополнительного термоанемометра постоянной температуры б с включенными в измерительный прибор мост датчика 7, работающим в режиме малых перегревов, и сопротивлением, управляемым напряжением 8, и блока компенсации 9, причем выход термометра сопротивления 4 подключен через блок компенсации 9 ко входу сопротивления, управляемого напряжением 3, и со входом сопротивления, управляемого напряжением 8. C выхода термоанемометра 1 снимается сигнал, пропорциональный измерени -.м скорости потока, а с выхода термоанемометра 6 снимается температурный сигнал в расширениой полосе.

Устройство работает следующим образом.

Датчик температуры 5 и датчики скорости 2 и / помещаются в поток. 25

Температурная составляющая, воздействуя на датчик температуры, вызывает изменение его сопротивления, которое преобразуется в напряжение.

Однако верхний частотный предел из- Зр мерения пульсаций температуры ограничен инерционными свойствами датчика температуры. Начиная с некоторой частоты, начинается спад его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), что приводит к искажению информации о пульсациях температуры потока.

В предложенном устройстве выход термометра сопротивления 4 соединяется с входом сопротивления, управляемого напряжением 8, включенного в измерительный мост термоанемометра постоянной температуры б. Так как датчик скорости 7 работает в режиме малых перегревов, то его чувствительность к скорости потока очень мала и основной разбаланс моста осуществляется температурным сигналом термометра сопротивления 4, подводимым ко > входу сопротивлейия, управляемого напряжением 8 термоанемометра 6.Когда начинается спад (АЧХ)датчиков, обратная связь термоанемометра б отраба тывает таким образом, чтобы привести мост в динамическое равновесие, т.е. с выхода термоанемометра б снимается температурный сигнал в расширенной полосе. Скоростной сигнал потока, воздействуя на датчик скорости 2 термоанемометра 1, приводит к разбалансу моста. Обратная связь термоанемометра 1 отрабатывает таким образом, чтобы привести мост в динамическое равновесие, т.е. пульсации скорости измеряются в широкой полосе. Однако датчик скорости 2, кроме скоростного сигнала, чувствителен и к температурному сигналу потока. Для компенсации температурной составляющей ко входу сопротивления, управляемого напряжением 3, подключен выход термометра сопротивления

4 через блок компенсации 9, который нормирует температурный сигнал в соответствии с температурной чувствительностью датчика скорости 2 термоанемометра 1.

Таким обарзом, предложенное устройство позволяет проводить измерение как скорости, так и температуры

1 потока и получать с его выходов независимые и.одновременные значения скорости и температуры в широком диапазоне частот вплоть до 20-30 кГц, с эффективной температурной компенсацией датчиков, описываемых уравнениями апериодического звена второго и высших порядков.

Формула изобретения

Устройство для одновременного измерения .температуры и скорости потока, содержащее термоанемометр постоянной температуры и термометр сопротивления, выход которого соединен со входом переменного резистра, включенного в мост термоанемометра через блок компенсации, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения температурных пульсаций потока, в него введен дополнительный термоанемометр постоянной температуры, в измерительный мост которого включен терморезистор и переменный резистор, при этом выход термометра сопротивления соединен с переменным резистором дополнительного термоанемометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 666479, кл. G 01 Р 5/12, 1979.

2; Авторское свидетельство СССР

Р 618655, кл. G 01 К 13/02, 1978 (прототип) .

905865

Составитель Ю. Власов

Техред А. Бабинец Корректор А ° Гриценко

Редактор К. Волощук

Заказ 376/67

Тираж 882 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