Предметом изобретения является термоанемометр для измерения температуры и скорости газовых потоков.
Известны термоаиемометры с насадкой в виде метал.шчсской нити, включенной в схему измерительного моста.
В описываемом термоансмометре, в отллчие от известных, нить насадка вклкзчена в схему измерительного моста посредством четырех проводников так, что коиць.1 плеча моста, в которые включен насадок, перенесены на коиць ножек, поддерживающих нить iiaсалТ,ка. Такое включение насадка обеснечинает снижение влияния температур1 ых пзменени сопротивлен1 я подводящих проводов и. переходных контактов на результаты измерения.
На чертеже показана принципиальная схема термоанемометра. Нити термонасадка включены в цепь измерительного моста посредством четырех проводов. При 3TONt
две вершины моста перенесены непосредственно к основанию ножек, поддержнваюп1,их ни.ть. Провод н итепсельный разъем Kj (а также, в случае необходимост , скользяп.ий нереходно контакт) включены в верхнее нлечо моста г имеюи1,ее сопротивление н 50--ШО раз большее, чем нить, что уменьи;г;ег влияние их вредного сопротивленг.я к то же число раз. Провод и разьем К ., включеиь в цепь г; льваноме1ра, так что их сопротивление ирактическк е влияет на работу моста. Провод и разъем К-. н.иочеиы в и .Чечо, имею1:1,ее сов 20-:-50
иротинлеиие
раз оольсоароти.влеиие нити, и
Hiee,
их влиян е также незначительно. Провод и ра.-.ъем К включены в цепь питания моста, поэтому величина их сопротивления имеет значения.
При переходе от измерения температуры к измерению скорости, вместо того чтобы по графику наки изменять величину сопротивления магазина , уменьшают до значения г величину сопротивления г„. Такая перестройка моста, годная для любого , выполняется одним переключением. Этого достаточно в том случае, если требуется задавать RT, пропорциональным /(,, что приводит к условию:
AT, АТо |.14-«p til,
где: - сопротивление нити при температуре потока;
- сопротивление нити, соответствующее ее температуре;
АТд - базисный перегрев нити;
AT, - перегрев нити по отношению к потоку при температуре потока;
лр - температурный коэффициент сопротивления нити;
Ati t, - to - перегрев потока по отношению к базисной температуре
Однако такой закон и такая схема обеспечивают независимость показаний моста от температуры потока только, еслп const при TI, . а коэффициент теплоотдачи нити в потоке л не изменяется при изменениях температуры потока от to до и температуры
нити от TO до Tirax.
Поскольку эти два условия точно не соблюдаются, то, приняв для упрощения излом кривой ) в точке TO, а при Т Т ар ко (что, например, имеет место в вольфрамовой нити), получим требуемый закон перегрева нити:
apAt,1
1 +
Л Т - Д т -Д J 11 J о
l-()ATj
где коэффициент теплоотдачи принят независимым от температуры нити и потока.
Для того чтобы удовлетворить условиям настройки моста на любую температуру потока в этом более сложном случае, сопротивление Рмаг разбито в схеме на две части. Выделенная из него постоянная величина RKOM определяется
из соотношения:
,
ар
При y.o -отрицательно. Это означает, что при переходе от измерения температуры к измерению скорости следует уменьшить на величину .
Практически схема выполняется следующим образом. Последовательно с магазином сопротивлений включается . При измерении температуры в левое плечо включается меньшее сопротивление баланса, подбираемое по балансу гальванометра. Очевидно, .1анс +
. По / баланс СОСТВВляется график температурной градуировки для тех случаев, когда нужно узнать не только скорость, и температуру потока.
Такой график аналогичен графику (t), но смещен вниз на величину .
Перестройка моста на режим измерения скорости состоит во включении последовательно с мостом регулируемого /, в шунтировании и в уменьшении Ги до значения гв. которое легко найти из соотношения:
t)
f,
Г в Га
.
Выбор правильного значения г„ обусловливает собой нормальный тепловой режим нити, гарантирующий бесперебойную и длительную ее работу при максимальных температурах потока. Замена сопротивления Га на гв и шунтировка осуществляется одним поворотом ручки переключателя п - 3 одновременно с переключением измерительного моста с малого тока (замер температуры в положении / на регулируемый ток (замер скорости в положении 2).
Значения и г, остаются постоянными для всех насадков одного и того же типа, С ними и производится градуировка насадков перед употреблением. Опыт показывает, чго при таком способе настройки в пределах 20-4-100 температурные влияния на градуировку насадков практически полностью устраняются в широком диапазоне скоростей.
Порядок измерения по схеме следующий:
а)По статив переключатель в положение 1 (малый ток моста), настраивают магазин / баланс и добиваются баланса гальванометра.
б)Ставят переключатель в положение 2 и так регулируют ток моста, чтобы вновь получить баланс гальванометра. В момент баланса читают показания амперметра.
в)По показаниям амперметра из градуировочной KpHBOii находят скорость потока.
При использовании насадков нескольких типов дополнительным переключателем Пкомп можно установить несколько значений . Изменение А Тр остуществляется изменением гв переключателем Пщ . Необходимость в таком изменении может возникнуть при измерении потоков повышенной температуры или нестабильных потоков, когда необходимо снижать Д TO в ущерб точности отсчета.
Этот же принцип может быть применен при измерениях по методу постоянного тока.
Тогда измерения проводятся в следующем порядке:
а)Поместив насадок в чехол при любой комнатной температуре, ставят мост в положение / и, изменяя / балапс, добиваются равновесия моста.
б)Переключая мост в положение 2 увеличивают ток измерительного моста для получения баланса гальванометра. Это значение тока должно быть замечено и в дальнейп1ем при измерении скорости при любых температурах потока поддерживается постоянным.
в)Поместив насадок в исследуемый поток ставят переключатель в положение / и балансируют мост изменением / баланс (при малом токе).
г)Поставив переключатель в яоложение 2 и убедившись в постоянстве тока моста в соответствии с п. б), отсчитывают показания гальванометра. Эти показания дают скорость потока независимо от его температуры.
Если, кроме скорости, нужно определить также и температуру потока, то после балансировки моста при малом токе прочитывают значение Ra аис и по графику .тас f (t) для данного насадка находят температуру потока.
Для записи пульсаций скорости и температуры потока в диагональ моста, или на клеммы нити подключают электронный усилитель с устройством для компенсации тепловой инерции нити.
Предмет изобретения
1.Термоанемометр для измерения температуры и скорости газовых потоков с применением проволоки, нагреваемой электрическим током, отличающийся тем, что, с целью снижения влияния температурных изменений сопротивления подводящих проводов н переходных контактов на результаты измерения, нить насадка включают в схему измерительного моста, причем две верщины моста переносят на концы ножек, поддерживающих нить насадка.
2.Термоанемометр по п. 1, отл и ч а щ и и с я тем, что, с целью устрапения необходимости в перестройке моста при изменениях температуры потока, одновременно с переключением моста из положения / (измерение температуры потока) в положение 2 (измерение скорости потока) в плече моста, противоположном нити, уменьшают сопротивление на постоянную величину.
3.Термоанемометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью устракенпя влияния неравенства температурных коэффициентов сопротивления нити при температурах потока и при ее перегреве в режиме измерения скорости, а также компенсации темiiepaTypHoii завнсимости коэффициента теплоотдачи, последовательно с магазином сопротивлений в плечо моста включают постоянное по величине компенсируюплее сопротивление, закорачиваемое при переводе переключателя измерптельного моста из положения / в положенпе 2.
4. В термоанемометре по пп. 1, 2 и 3, с целью получения различных базисных перегревов нити, сопротивление плеча, противоположного пасадку, выполнено в виде нескольких секций, П1унтируемых переключателем.
5. В гермоанемометре по пп. 1, 2, 3 и 4, с целью изменения компенсации при различных отношениях температурных коэффициентов сопротивлепия нити, компенсирующее сопротивление в плече, прилегающем к нити, выполнено в виде нескольких секций, вводимых переключателем.
Пол ожени е
I 9 Положение 2
I
ЛЛЛЛл/У
