Устройство для определения мгновенных значений коэффициента теплоотдачи Советский патент 1984 года по МПК G01K17/20 G01N25/18 

Изобретение относится к измерениям теплофизнческих параметров, а именно коэффициента теплоотдачи, пре имущественно в поршневых машинах. Известно устройство для определения коэффициента теплоотдачи, содержащее бесконтактный измеритель темпе ратуры исследуемой поверхности, датчик для регистрации температуры газо образной среды и вычислительную схему }. Однако это устройство не может обеспечить высокой точности измерени коэффициента теплоотдачи при быстром изменении температуры газовой среды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст оойствп для определения коэффициента теплопередачи, которое при соответствующем расположении термопреобразователей на исследуемом объекте может быть использовано и для опреде ле}1ия мгновенных значений коэффициента теплоотдачи. Устройство содержит преобразователи темпеоатуры в напряжение, первый дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей температуры в напряжение второй дифференциальный усилитель, второй вход которого соединен с выхо Дом первого преобразователя температуры в напряжение, ключ и блок регистрации 2. Недостатком этого устройства явля ется низкая точность измерения коэффициента теплоотдачи при быстрых изменениях температуры. Текущий контроль параметров в ходе эксперимента при этом невозможен. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения мгновенных значений коэффициента теп лоотдачи, содержащее преобразователи температуры в напряжение, первый диф ференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей температуры в напряжение, второй дифференциальный усилитель, второй вход которого соеди йен с выходом первого преобразователя температуры в напряжение, ключ и блок регистрации, введены третий преобразователь температуры в напряжение, интегратор с разрядным ключом, блок сравнения, генератор импульсов, блок усреднения и триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока сравнения, а выход соединен с управляющими входами ключей и через блок усреднения подключен к блоку регистрации, при этом выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход третьего преобразователя температуры в напряжение подключен к первому входу второго дифференциального усилителя, выход которого через ключ подключен к входу интегратора. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит преобразователи 1,2 и 3 температуры в напряжение, дифференциальные усилители 4 и 5, генератор 6 импульсов, блок 7 сравнения, ключи 8 и 9, интегратор, включакндий в себя операционный усилитель 10 и конденсатор 11, триггер 12, блок 13 усреднения и блок 14 регистрации . В качестве преобразователей температуры в напряжение могут быть использованы, например, термоэлектрические преобразователи, подключенные к входу унифицируквдих преобразователей, на выходе которых формируется сигнал, пропорциональный измеряемой темпера туре. Устройство работает следующим образом. Коэффициент теплоотдачи может быть определен по формуле ,A(I«lM ( где T - текущее значение температуры газа; значение температуры на v тепловоспринимающей поверхности;значение температуры на некоторой глубине X от этой поверхности; коэффициент теплопроводности тепловоспринимающей поверхности. Термопреобразователи преобразователей температуры в напряжение устанавливаются на исследуемом объекте таким образом, чтобы обеспечить измерение температур Т, Т,, и Tf . При этом на выходах преобразователей 1,2 и 3 температуры формируются напряжения U , UK и Uj, пропорциональные температурам Тэд, соответственно.. Напряжения и и U подаются на входы дифференциального усилителя 4, а напряжения U и Ur - на входы усилителя 5. В результате, на выходе усилителя 4 возникает напряжение , которое подается на первый вход блока 7 сравнения, а на выходе усилителя 5 - напряжение Uf-U, которое подается на вход ключа 8. На триггер 12 подаются от генератора б импульсов импульсы с частотой,пропорциональной коэффищ1енту Л/Х.Первый импульс устанавливает триггер в состояние 1. При

31108338Л

этом по выходному сигналу триггера . Таким образом, длительность имразмыкается ключ 9 интегратора и за- пульсов, получаемых на выходе триггемыкается ключ 8, обеспечивая подачу ра, оказывается пропориионал.ной напряжения 1- - U на вход интегратора. отношению температур Т,, Напряжение на выходе интегратора, а частота повторения этих импульсов поступающее на второй вход блока срав-- пропорциональна я/х. Поэтому среднения, начинает нарастать. В момент нее значение напряжения, получаемое с равенства напряжений на входах блока помошью блока 13 усреднения и регисравнения последний вырабатывает им- стрируемое блоком регистрации, пропульс, воэвращагощий триггер в состоя- порционально значению d . ние О. При этом ключ 8 размыкается, Ю Использование предлагаемого уста ключ 9 замыкается, обеспечивая при ройства обеспечивает по сравнению с этом разряд интегратора. существующими.более высокую точность

Очередной импульс с генератора 6, затрачиваемое на определение коэфЛиследуюший с частотой Я/Х, снова уста-15 циента теплоотдачи, позволяет полунавливает триггер в состояние 1, и чать результат в реальном масштабе цикл повторяется.времени.

измерения., резко сокращает время.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ, содержащее преобразователи температуры в напряжение, первый дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей температуры в напряжение, второй дифференциальный усилитель, второй вход которого соединен с ЁЫХОДОМ первого преобразователя температуры в напряжение, ключ и блок регистрации, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий преобразователь температуры в напряжение, интегратор с разрядным ключом, блок сравнения, генератор импульсов, блок усреднения и триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока сравнения, а выход соединен с управляющими входами ключей и через блок усреднения подключен к блоку регистрации, при этом выход первого дифференциального усилителя соединен с первым вхо-§ дом блока сравнения, второй вход косл торого соединен с выходом интегратора, а выход третьего преобразователя температуры в напряжение подключен к первому входу второго дифференциального усилителя, выход которого через ключ подключен к входу интегратора .