Устройство для измерения скорости газовых и жидких сред Советский патент 1985 года по МПК G01P5/12 

СП

pt

ел

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газовых и жидких сред.

Известны устройства /щя измерения скорости потоков, основанные на определении стационарной температуры нагретого датчика, помещенного в исследуемую среду, с последующим преобразованием в соответствующий сигнал l .

Недостатками этих устройств являются значительное время измерения, а также необходимость линеаризации выходного электрического сигнала .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является термоанемометр, содержащий чувствительный элемент, регулируемьй источник тока, ключевую схему, устройство сравнения, запоминающее устройство и коммутатор 2j .

Недостатками известного устройства являются невысокое быстродействие, связанное с переходом.из одного стационарного состояния в другое, невысокая точность измерени так как затруднительно определить конец теплового переходного процесс а также для получения линейного выходного сигнала необходимость создания спе л 1ального линеаризатора

Цель изобретения - повышение быстродействия5 точности измерения, а также обеспечения получения линейного выходного сигнала по скорости потока.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее термоанемометрический датчик, преобразователь, ключевую схему, компаратор, запоминающее устройство, коммутатор источник тепловой мощности, где коммутатор связан с ключевой схемой и запоминающим устройством, дополнитепьно введены преобразователь, вычислитель и реверсивный измеритель временных интервалов, причем источник тепловой мощности через ключевую схему соединен с преобразователем через термоанемометуический датчик, выход преобразователя одновременно соединен с вычитающим устройством и запоминающим устройством выход запоминающего устройства - с вторьм входом вычитающего устройства, а выход последнего - через компаратор с коммутатором, при этом

50545 S

коммутатор соединен с ключевой схемой и реверсирующим измерителем временных интервалов.

На чертеже представлена блок5 схема устройства для измерения скорости газовых и жидких сред.

Устройство состоит из гр -оакг--... метрического датчика 1, преобразователя 2, запоминающего устройства 3, 0 вычитающего устройства 4, компаратора 5, ключевой схемы 6, источника тепловой мощности 7, реверсирующего измерителя временных интервалов 8 и коммутатора 9,, которьтй связан с 5 ключевой схемой 6 и запомит-рюлим устройством 3. Источник тепловой мощности 7 через ключевую схему 6 соединен с датчиком 1, который через преобразователь 2 одновременно соединен с вычитаюрдим устройством 4

и запоминаю.:;.им устройством 3. Выход вычитающего устройства 4 соединен с компаратором 5, который управляет работой коммутатора 9, соединенного 5 с ключевой схемой 6 и реверсирующим измерителем 8.

Устройство работает следующим образом,

В начальный момент времени ключе0 вая схема 6 разомкнута и на датчик 1 не подается тепловая мощность. Термометрический преобразователь датчига 1 измеряет температуру исследуемого потока, а электрический сигнал, cooтвeтcтвyюu ий этой температуре, подается на преобразователь 2 и после него запоминается в запоминающем устройстве 3. При этом на реверсирующем измерителе временных интервалов 8 устанавливается число, utfl (временной интервал), равное

0 0,6937CDV , :

где DМо - конвективное (внешнее) тепловое сопротивление датчика (D,m - коэффициенты, VQ - скорость потока, соответствующая середине выбранного интервала измерения)) С - теплоемкость датчика.

Затем ключевая схема 6 замыкается, 5 и от источника мощности 7 подается на датчик 1 тепловая мощность и запускается измеритель временньк интервалов 8 на вычитание. С датчика 3 1 электрический сигнал, соответств ющий текущей температуре, через преобразователь 2 подается на вход вычитающего устройства 4, а на другой его вход подается сигнал с запоминающего устройства, соответствующий температуре потока. На выходе устройства 4 устанавливаетс сигнал, соответствующий перегреву датчика относительно температуры потока, и который подается на вход компаратора 5. На другом входе это компаратора устанавливается сигнал соответствующий величине перегрева iTg , равной йТо 0,5893 PDV где Р - тепловая мощность, поданная на датчик. Как только величина перегрева датчика станет равной йТ , сработает компаратор 5 и через коммутатор 9 отключит ключ 6 и остановит измер тель 8. Дпя индикации величины скорости потока непосредственно на табло измерителя временных интервалов необходимо проводить измерение 54 времени в единицах, кратных где Со равно 0,1961CBV Затем цикл может повторяться. Указанной последовательностью работы устройства управляет коммутатор 9. В предлагаемом устройстве значите;)ьно уменьшена величина погрешностей, характерных для прототипа. Предложенное устройство также обладает большим быстродействием при измерениях. Так, в известном устройстве типичное время измерения составляет величину 3 ь , тогда как в предлагаемом устройстве порядка 0,89, что ускоряет процесс йзмерется в 3,3 раза. Кроме того, в известном устройстве выходной сигнал по скорости потока является сугубо негшнейиьм, что во многих применениях требует создания спеодального липеаризатора. В предлагаемом устройстве викодйбй сигнал является линейным и величина скорости потока индицируется непосредственно на цифровом табло прибора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВЫХ И ЖИДКИХ СРЕД, содержащее термоанемометрический датчик, преобразователь, ключевую схему, компаратор, запоминающее устройство, коммутатор, источник тепловой мощности, где коммутатор связан с ключевой схемой и запоминающим устройством, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьпиения бьютродействия, точности измерения, а также обеспечения получения линейного выходного сигнала по скорости потока, в устройство дополнительно введены вьгаитатель и реверсивный измеритель временных интервалов, причем источник тепловой мощности через ключевую схему соединен с преобразователем через термоанемометрический датчик, выход преобразователя одновременно соединен с вычитающим устройством и запоминающим устройством, выход запоминающего устройства - с вторым входом вычитающего устройства, а выход последнего - через компаратор с ком(Л мутатором, при этом коммутатор соединен с реверсирующим измерителем временных интервалов.