Устройство для измерения нестационарного теплового потока Советский патент 1986 года по МПК G01K17/08 

1

Изобретение относится к тепломет рии, моделированию и регулированию тепловых процессов и может быть использовано для определения нестационарных тепловых потоков в энергетик и теплофизике.

Цель изобререния - повьшение помехоустойчивости устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства для измерения не- стационарного теплового потока.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 термочувствительные элементы, подключенные соответственно к первому и второму входам второго сумматора 3, выход которого подключен, к входу интегратора 4, выход которого подключен к второму входу первого сумматора 5, первый вход которого подключен к первому термочув ствительному элементу 1, а выход - к входу первого усидителя 6, выход которого является выходом устройства и связан с входом второго усилителя 7, выход которого подключен к треть му входу второго сумматора 3.

Устройство работает следующим образом.

Термочувствительные элементы 1 и 2, установленные в точках по направ лению теплового потока, непрерывно формируют сигналы t и t, о температуре , которые поступают в сумматор где алгебраически суммируются с сигналом обратной связи, поступающим с усилителя 7.

На выходе суматора 3 непрерывно формируется сигнал

a t,-t,-,

который далее интегрируется в интеграторе 4 с коэффициентом К, так чт на выходе интегратора форь ируется сигнал

а) . dT ,

/(К,

где L - время.

Сигнал /5 с выхода интегратора 4 и сигнал t с выхода источника 1 поступают в сумматор 5, на выходе которого формируется сигнал

1C- / + t .

Этот сигнал поступает в усилиФормула изобретения Устройство для измерения нестацио

тель 6 с коэффициентом усиления К. ,.,. . теплового потока, содержащее

Выходной сигнал q усилителя 6,

равный

первьй и второй термочувствительные элементы, первый усилитель и первый сумматор, отличающееся

Kg 5

и используется в качестве определяемого устройством теплового потока в первой точке. Этот сигнал поступает в усилитель 7, имеющий коэффициент усиления Кд , так что сигнал d на выхоле усилителя 7 равен

К.

Ч.

К

Этот сигнал поступает на вход сумматора 8 в качестве сигнала обратной связи.

Таким образом, на выходе усилителя 6 непрервыно формируется сигнал q о тепловом потоке в первой точке, зависящей от текущих и прошлых значений температур в двух точках на объекте.

Способ подключения прямой связи по t и обратной связи по q выбраны таким образом, что минимизируются погрешность, число усилителей и обеспечивается помехоустойчивость.

Коэффициенты усиления К, К, К,. подбирают из условия согласования размерностей и уменьшения погрешностей. Модельными экспериментами установлено, что наилучшее согласование с известными точными аналитическими результатами и точными значениями теплового потока достигается, если

и

Ко и Кд, равны соответственно

. -1 .

К

к„

KO.

L

L

/1

40 где JI - коэффициент теплопроводности;

с - объемная теплоемкость; L - расстояние между первой и

второй точками по направле- 45 ниш теплового потока.

При подборе коэффициентов предполагается, что тепловой поток имеет положительный знак, если он направ- 50 лен от первой точки к второй.

Формула изобретения Устройство для измерения нестацио,.,. . теплового потока, содержащее

первьй и второй термочувствительные элементы, первый усилитель и первый сумматор, отличающееся

3 12246164

тем, что, с целью повышения помехе-сумматора, первый вход которого-под- устойчивости, в него введены интег-ключей к первому термочувствитель- ратор, второй усилитель и второйному элементу, а выход - к входу пер- сумматор, к первому и второму входамвого усилителя, выход которого явля- которого подключены соответственно5 ется в{ 1ходом устройства и связан с первый и второй термочувствительныевходом второго усилителя, выход кото- элементы, а его выход через интегра-рого подключен к третьему входу вто- тор связан с вторым входом первогорого сумматора.

Изобретение относится к области теплометрии, моделирования и регулирования тепловых процессов. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Термочувствительные элементы (ТЭ) 1 и 2 формируют сигналы о температуре, поступающие в сумматор 3, где суммируются с сигналом обратной связи, поступающим с усилителя 7. На выходе сумматора 3 формируется сигнал, который интегрируется в интеграторе 4 и поступает вместе с сигналом с выхода ТЭ 1 в сумматор 5, а далее - в усилитель 6, на выходе которого непрерывно формируется сигнал о тепловом потоке в первой точке, зависящий от текущих и прошлых значениях температур в двух точках на объекте. Использование способа прямой и обратной связи минимизирует погрешность и обеспечивает помехоустойчивость. 1 ил. о S (Л с rsD rsD 4: а О5