Способ динамической тарировки термоанемометра Советский патент 1986 года по МПК G01P5/12 G01P21/00 

1

Изобретение относится к измерит тельной технике, в частности к спо- .собам тарировки термоанемометров.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей тарировки термоанемометров.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Из акустики известно, что в стоячей волне между колебаниями скорости и давления газа существует следующая связь:

V

Р

tz

где

скоросZ амплитуда пульсации ти газа ,

амплитуда пульсаций давления газа-,

безразмерный, акустический импеданс,

Р- плотность газа; С - скорость звука. Таким образом, измеряя амплитуду звукового давления и акустический импеданс, который определяется граничным условием, можно определить амплитуду п шьсаций скорости газа. Безразмерный акустический импеданс характеризует собой потери акустической энергии в трубе. Вследствие того, что датчиктермоанемометра имеет одинаковую чувствительность как к колебаниям скорости, так и к колебаниям плотности газа, величина которых определяется амплитудой колебаний давления, датчик давления и датчик термоанемометра . при тарировке помещают в узел колебаний давления, где колебания плотности пренебрежительно малы, а амплитуда скорости максимальна. Предварительно.в этой точке рассчитывают акустический импеданс. Изменяя амплитуду звукового давления и пользуясь тем, что акустический импедан при граничном условии в виде,закрыт го конца практически не зависит от амплитуды звукового давления, получают различную амплитуду пульсаций скорости газа и, измеряя амплитуду пульсаций напряжения на выходе термоанемометра, строят тарировочную характеристику.

Длина трубы, применяемой для динамической тарировки, определяется минимальной частотой, на которой предполагается проводить тарировку

1249465 f

пин 2.f

где С - скорость звука,

5

0

5

0

5

0

5

мин

0

минимальное значение частоты тарировки - условие, согласно которому по длине трубы укладывается не менее половины длины волны Oi/2). Диаметр трубы определяется максимальной частотой, на которой предполагается вести тарировку: 1.84f

d

rf

где

d - максимальный

маи

диамёт р трубы, при котором в трубе распространяются плоские звуковые волны.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 - график распределения амплитуд коЛебаний звукового давления (кривая 1) и пульсаций скорости (кривая 2) по длине трубы.

Схема состоит из импеданс-трубы 1 с граничным условием в. виде закрытого конца 2, вдоль оси трубы синхронно перемещаются датчик 3 термоанемометра 4 и измерительный микрофон 5, громкоговорителя 6, усилителя 7 мощности, генератора 8, коорди- натно-перемещающего. устройства 9, аналого-цифровых преобразователей 10-12 и ЭВМ 13.

Устройство, реализующее предлагаемый спосоо, работает следующим образом.

Через трубу 1 организуют проток газа с заданным расходом от внешнего источника сжатого газа, затем с помощью громкоговорителя 6 .создают колебания давления в виде стоячих волн (фиг. 2, кривая 1), причем на закрытом конце 2 трубы 1 имеет место пучность звукового давления и узел колебаний скорости (фиг, 2, кривая 2), а на расстоянии четверти длины вол- ;НЫ (,А/4) от закрытого конца 2 - узел колебаний давления и пучность колебаний скорости.. Датчик 3 термоанемометра 4 синхронно с измерительным микрофоном. 5 перемещают от закрытого конца трубы в узел колебаний давления, фиксируя с помощью измерительного микрофона 5 амплитуду звукового давления в пучности. Координаты узла звукового давления определяются с помощью координатно-переме- 5 щающего устройства 9. Сигналы от датчика 3 термоанемометра 4, измерительного микрофона 5 и координат- но-перемещающего устройства 9 -через

аналого-цифровые преобразователи поступают на ЭВМ 13, которая производит вычисление акустического импеданса, амплитуды пульсаций скорости и построение тарировочной характе- ристики.

Формула изобретения

Способ динамической тарировки термоанемометра, заключающийся в том, что датчик термоанемометра помещают в импеданс-трубу, через которую осуществляют проток газа с заданной скоростью, затем возбуждают ко- лебания звуковой волны, измеряют с помощью датчика давления амплитуду пульса1/ий давления газа, а также амплитуду пульсаций выходного сигнала термоанемометра и определяют ампли- туду пульсаций скорости газа расчетным путем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей тарировки, в импеданс-трубе создают условия для отражения звуковой волны и возбуждения стоячей волны и путем перемещения датчика давления по трубе находят узлы и пучности стоячей волны, измеряют амплитуду звукового давления в этих точках и их расстояние от плоскости отражения волны, помещают в один из узлов давления датчик термоанемометра, а амплитуду пульсаций скорости газа определяют по

P-C-Z

где V-амплитуда пульсаций скорости газа;

Р -амплитуда пульсаций давления газа;

Z-безразмерный акустический импеданс;

F -плотность газа;

С-скорость звука.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность тарировки термоанемометра. Для этого в импеданс-трубе 1 создают условия для отражения звуковой волны и возбуждения стоячей волны путем перемещения датчика давления по импеданс-трубе I находят узлы и пучности стоячей волны, измеряют амплитуду звукового давления в этих точках и их расстояние от плоскости отражения волны, помещают в один из узлов давления датчик 3 термоанемометра 4, а амплитуду пульсации определяют по формул е. Сигналы от датчика 3 термоанемометра 4, измерительного микрофона 5 и координатно-перемещающего устройства 9 через аналого-цифровые преобразователи 10-12 поступают на ЭВМ 13, которая вычисляет акустический импеданс, амплитуду пульсации скорости и производит построение тарировочной характеристики. 2 ил. С/) фиг.1

a pb/ff№/u /(омец

mt/i Vmifl

Редактор А.Шандор

Составитель С.Дукор Техред Н.Бонкало

Заказ 4321/47 . Тираж 778 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Корректор А.Зимокосов