ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕРМОАНЕМОМЕТРА Российский патент 1998 года по МПК G01P5/12 

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для измерения скорости движения газовоздушных потоков.

Известно приемное устройство термоанемометра, содержащее трубку с профилированным каналом, сужающая часть которого расположена на одном конце, а расширяющая часть на другом и снабжена глухим обтекателем с радиальными отверстиями, чувствительный элемент установлен в центре канала (авт. св. СССР N 885892, кл. J 01 P 5/12 1981).

Недостатком такого приемного устройства является низкая надежность функционирования и ограниченний диапазон измерения при работе в загрязненных газовоздушных потоках.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в приемном устройстве термоанемометра, содержащем круглый цилиндр с профилированным каналом, в котором в его узкой части установлен чувствительный элемент, конусную насадку с центральным отверстием и обтекатель с радиальными отверстиями, введены полый шар, трубка, фильтр и набор сменных жиклеров. Шар жестко соединен с одним концом трубки и имеет щелевые отверстия, расположенные продольно в диаметральной плоскости перпендикулярной оси трубки. Второй конец трубки соединен с центральным отверстием конусной насадки. Фильтр расположен в широком сечении профилированного канала цилиндра со стороны обтекателя. Аэродинамическое сопротивление узкой части профилированного канала цилиндра много больше суммарного аэродинамического сопротивления отверстий обтекателя и шара, полостей шара, насадки и обтекателя, каналов трубки и цилиндра и фильтра. Дополнительно в цилиндр введен второй канал, расположенный параллельно узкой части основного канала. Каждый из сменных жиклеров установлен в дополнительном канале. Аэродинамическое сопротивление каждого из жиклеров соизмеримо с аэродинамическим сопротивлением канала трубки, которое много больше суммарного аэродинамического сопротивления отверстий обтекателя и шара, полостей шара, насадки и и обтекателя и фильтра. Соотношение аэродинамических отверстий канала трубки и жиклеров определяют диапазон измерения, а количество жиклеров - число диапазонов измерения.

На фиг. 1 представлена конструкция приемного устройства, а на фиг.2 - конструкция круглого цилиндра с двумя параллельными каналами.

Приемное устройство состоит из круглого цилиндра 1, имеющего профилированный канал, в узкой части 2 которого установлен чувствительный элемент 3, конусную насадку 4, обтекатель 5 с радиальными отверстиями 6, полый шар 7 с щелевыми отверстиями 8, трубку 9, фильтр 10, дополнительный канал 11 и набор сменных жиклеров 12.

Устройство работает следующим образом. При расположении устройства шаром 7 навстречу газовоздушному потоку в соответствии с законом Бернули при обтекании тел потоком жидкости или газа у щелевых отверстий 8 шара 7 образуется разрежение. В результате через радиальные отверстия в обтекателе 5 воздух засасывается внутрь устройства и проходит последовательно через полость обтекателя 5, фильтр 10, профилированный канал цилиндра 1 и его узкая часть 2, полость насадки 4, канал трубки 9, полость шара 7 и далее в его отверстия 6. Аэродинамические сопротивления всех элементов определяются следующим условием:
R₂ >> R₆ + R₉
где
R₂, R₉ - аэродинамическое сопротивление узкой части 2 канала цилиндра 1 и трубки 9 соответственно;
R₀ - суммарное аэродинамическое сопротивление отверстий 6 и полости обтекателя 5, фильтра 10, расширяющей части канала цилиндра 1, полости насадки 4, отверстий 8 и полости шара 7.

Согласно этому скорость V₂ движения газовоздушного потока в узкой части 2, измеряемая чувствительным элементом 3 определяется выражением:

где
S - площадь узкой части 2 канала цилиндра 1;
H - давление разрежения на отверстиях 8 шара 7.

Давление H для заданного диаметра шара 7 пропорционально измеряемой скорости движения газовоздушного потока. При использовании дополнительного канала 11 и набора сменных жиклеров 12 с учетом дополнительного условия:
R₁₂~ R₉≫ R₀,
где R₁₂ - аэродинамическое сопротивление жиклера 12, выражение (2) приобретает вид:

где - коэффициент передачи.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность функционирования в загрязненных газовоздушных потоках за счет выполнения условия (1), когда загрязнения, оседающие у отверстий 6 обтекателя 5 и на фильтре 10, не изменяют общего аэродинамического сопротивления за счет прохождения через устройство малого количества газовоздушного потока, обусловленного только аэродинамическим сопротивлением узкой части 2 канала цилиндра 1, а также расширить диапазон измерения за счет выполнения условия (3).

Приемное устройство термоанамометра используется при измерении скорости движения загрязненных газовоздушных потоков. Устройство содержит круглый цилиндр с профилированным каналом, в котором в его узкой части установлен чувствительный элемент, конусную насадку с центральным отверстием, обтекатель с радиальными отверстиями, полый шар, трубку, фильтр и набор сменных жиклеров. Шар жестко соединен с одним концом трубки и имеет щелевые отверстия, расположенные продольно в диаметральной плоскости перпендикулярной оси трубки. Второй конец трубки соединен с центральным отверстием конусной насадки. Фильтр расположен в широком сечении профилированного канала цилиндра со стороны обтекателя. Дополнительно в цилиндр введен второй канал, расположенный параллельно узкой части основного канала. Каждый из сменных жиклеров установлен в дополнительном канале. Аэродинамические сопротивления всех элементов устройства определенным образом связаны между собой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Приемное устройство термоанемометра, содержащее круглый цилиндр с профилированным каналом, в котором в его узкой части установлен чувствительный элемент, конусную насадку с центральным отверстием и обтекатель с радиальными отверстиями, отличающееся тем, что в него введены полый шар, жестко соединенный с одним концом трубки, и фильтр, причем шар имеет щелевые отверстия, расположенные продольно в диаметральной плоскости перпендикулярной оси трубки, второй конец которой соединен с центральным отверстием конусной насадки, фильтр расположен в широком сечении профилированного канала цилиндра со стороны обтекателя, при этом аэродинамическое сопротивление узкой части профилированного канала цилиндра много больше суммарного аэродинамического сопротивления отверстий обтекателя и шара, полостей шара, насадки и обтекателя, каналов трубки и цилиндра и фильтра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в круглом цилиндре выполнен дополнительный канал, расположенный параллельно узкой части основного канала, а само устройство снабжено набором сменных жиклеров, устанавливаемых в дополнительном канале, при этом аэродинамическое сопротивление каждого из жиклеров соизмеримо с аэродинамическим сопротивлением канала трубки, которое в свою очередь много больше суммарного аэродинамического сопротивления отверстий обтекателя и шара, полостей шара, насадки и обтекателя и фильтра, соотношение аэродинамических отверстий канала трубки и жиклеров определяют диапазон измерения, а количество жиклеров - число диапазонов измерения.