Устройство для моделирования распространения примеси Советский патент 1986 года по МПК G01P5/12 

I

Изобретение относится к средствам физическог о модсглиронания и может быть применено для изучения распространения примеси н определения количества примесей, выбрасываемых источником, загрязнений, а также для увеличения точности замеров концентрации примеси.

Целью изобретения является повы- пгение точности и быстродействия.

На фиг.1 показана схема датчика; на фиг,2 - функциональная схема устройства.

5 стройство для моделирования распространения примеси включает датчик в виде прямоугольного теплоизолирующего основания 1 с нагревателем 2, закрепленным между двумя термочувствительными элементами 3 и 4, Второй термочувствительный элемент 3 расположен на продольной оси датчика, совпадающей при эксплуатации с осью воздушного потока. Первый термочувствительный элемент 4 сдвинут от продольной оси датчика на величину а , равную

а.

VMOKC 1

0

(1)

де V максимально допустимое значение пульсационной составляющей скорости воздушного потока,

минимально допустимая средняя скорость воздушного .потока;

проекция расстояния между термочувствительными элементами на.продольную ось датчика.

Нагреватель 2 выполнен в виде цииндрической нити с диаметром d

- Г(Д-1)(Ум«кс/и и„ )2

и„.н S dt 8,

0,274

где я - расстояние между нагревателем и вторым термочувствительным элементом, Д- допускаемая относительная методическая погрешность моделирования,

причем ось нагревателя перпендикулярна плоскости основания устройства

Термочувствительные элементы 3 и 4 включены в смежные плечи мостовой схемы, измерительная диагональ которой подключена к функциональному пре49А662

образователю 5. Регистрирующая часть устройства содержит также регистра 6 генератор 7 импульсов, вторую мостовую-схему 8, второй функциональный 5 преобразователь 9 и вычислительное устройство 10, причем генератор 7 импульсов подсоединен к второй мостовой схеме 8, в плечо которой включен нагреватель 4, а измерительная 0 диагональ через второй функциональный преобразователь 9 подключена к входу вычислительного устройства 10, два других входа которого соединены соответственно с выходом первого функ- 15 ционального преобразователя 5 и выходом импульсного генератора 7, а выход соединен с регистратором 6.

Устройство работает следующим образом.

20 Датчик 1 устанавливается таким образом, чтобы его продольная ось :овпадала с осью исследуемого воздуш- ,иого потока. Тогда тепловой след, возникающий за нагревателем 2, попа- 25 дает на термочувствительный элемент , 3, Термочувствительный элемент 4 служит для компенсации колебаний температуры воздушного потока, С диагонали моста на функциональный преоб- 30 разователь 5 поступает сигнал (S ), пропорциональный количеству теплоты, поступающее с нагревателя 2 на термочувствительный элемент 3, расположенный на расстоянии б от нагрева- 35 теля 2 по оси датчика 1,

S,SJQ/(V P. c,P-S), (2)

где Q - мощность нагревателя; 40 длина нагревателя;

V - эффективное значение пульсационной составляющей скорости воздушного потока; с - теплоемкость воздуха , 45 Р плотность воздуха;

5 - расстояние между нагревателем 2 и термочувствительным элементом 3.

Длительность сигнала Тд , посту- jg пающего на функциональный преобразователь 5, равна

Т Т + L 4, где Т- - длительность импульса генеSS -I .

- - ратора 7,

I - время диффузии теплоты от нагревателя 2 к термочувствительному элементу 3,

Генератор 7 импульсов является иточником напряжения питания второй мостовой схемы 8, в одно из плеч которой включен нагреватель 2, в измерительной диагонали моста 8 об.ра- зуются импульсы, амплитуда которых пропорциональна скорости воздушного потока. Функциональным преобразователем 9 отфильтровывается линеаризованная низкочастотная составляющая скорости воздушного потока S :

Sa Sjv -T ).

|.

где V - эффективное значение пуль- сационной составляющей скорости воздушного потока; Tj - временной масштаб турбулентной диффузии в Эйлеровых координатах. С выхода функционального преобразователя 9 сигнал поступает на вход вычислительного устройства 10, два других входа которого соединены соответственно с вы5содом первого функ- ,ционального преобразователя 5 и выходом импульсного генератора 7. На выходе вычислительного устройства 10 формируется сигнал S :

ГЕср

где t - время замера.

Величина S пропорциональна массе уловленной примеси.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования

распространения примеси, содержащее датчик в виде прямоугольного теплоизолирующего основания с нагревателем, закрепленный между двумя термо- чувствительными элементами, мостовую схему, в смежные плечи которой включены термочувствительные элементы, а измерительная диагональ соединена с функциональным преобразователем, и регистратор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в устройство введены генератор импульсов, вторая мостовая схема, второй функциональный преобразователь и вычислительное устройство, причем генератор импульсов подсоединен к второй мостовой схема, в плечо которой включен нагреватель, а измерительная диагональ через второй функциональный преобразователь подключена к входу вычислительного устройства, два других входа которого соединены соответственно с выходом первого функционального преобразователя и выходом генератора импульсов, а выход соединен с регистратором, первьй термочувствительный элемент сдвинут от продольной оси датчика на величину а

а г

Инн

где У„

и.

-максимально допустимое значение пульсационной составляющей скорости воздушного.потока

-минимально допустимая средняя скорость воздушного потока;

8 - проекция расстоя.тмя между термочувствительными элементами на продольную ось датчика.

2. Устройство по п.1, 6 т л и - чающее ся тем, что, с целью повышения точности, нагреватель выполнен в виде цилиндрической нити с диаметром

(d-1)(

dt5.

0,274

где

i- расстояние между нагревателем и вторым термочувствительным элементом, Д- допускаемая относительная методическая погрешность моделиров ания.

причем ось нагревателя перпендикулярна плоскости основания устройства.

Ось ооэддшноео nomofca

Фиг. 1

Редактор А.Шандор

Составитель Ю,.Коршунов Техред Н.Бонкало

Заказ 4321/47Тираж 778

ВНЮШИ 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 с.Шекмар

Подписное

Изобретение может быть использовано для количественной оценки степени загрязнения среды. Устройство содержит два термочувствительных элемента, включенных в плечи мостовой схемы, и нагреватель, расположенный между ними. Повышение точности регистрации количества примеси и быстродействия обеспечивается конструктивными особенностями расположения чувствительных элементов по отношению к нагревателю и применением вторичной- регистрирующей схемы с алгоритмом, отражающим термофизические соотношения данной конструкции, когда первый термочувствительный элемент сдвинут от продольной оси, второй расположен на оси, а нагреватель выполнен в виде точной нити, закрепленной перпендикулярно основанию. В схемы регистрации дополнительно введены вычислительное устройство, генератор импульсов,мостовая схема с включенным нагревателем и функциональный преобразователь. 1 3.п.ф-лы, 2 ил. с (Л to 42ь