Способ динамической тарировки термоанемометра Советский патент 1987 года по МПК G01P5/12 G01P21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано

баниями давления и скорости не имеет больших градиентов (фиг, 2 - кривая 13).

Экспериментально установлено, что для реализации указанного выше условия необходимо, чтобы действительная часть безразмерного акустического импеданса диафрагмы, которая зависит от числа Маха в импеданс-трубе и от-.

для тарировки термоанемометрических систем и является усовершенствйванием способа по авт.св. № 1249465. ,

Цель изобретения - определение фа- зочастотной характеристки термоанемометра.

На фиг. 1 представлена схема уст

ройства; на фиг, 2 - диаграмма, пояс- }0 ношения диаметров импеданс-трубы и няющая его работу.диафрагмы, была не менее 0,2 и не боУстройство состоит из импеданс- лее 5. С другой стороны, для приме- трубы 1, на одном конце которой уста- нимости метода стоячих волн необновлена диафрагма 2 с переменной пло- ходимо, чтобы эта величина не при- щадью сечения отверстия. На другом 15 надлежала диапазону от 0,7 до 1/0,7, конце импеданс-трубы укреплен громкоговоритель 3, подключенный к усилителю 4 мощности, на вход которого поступают колебания от генератора 5. Вдоль

так как в противном случае резко возрастает погрешность определения разности фаз за счет неточности определения координат минимумов звукового

оси импеданс-трубы двилсется датчик 6 20 давления.

давления с предусилителем 7, перемещение и определение координаты датчика давления осуществляется с помощью ко- ординатно-приводного устройства 8, В

Таким образому выбирая соответствующим образом отношение площадей поперечного сечения отверстия диафрагмы и импеданс трубы, получаем в имцентре импеданс-трубы неподвижно уста-25 педанс-трубе распределение разности

новлен датчик 9 термоанемометра 10, подлежащий тарировке, кроме того, в схему включен фазометр 11, измеряю- щлй разность фаз между сигналами, поступающими с выхода предусилителя 7 датчика 6 давления и термоанемометра 10.

Перед работой устройства вычисляют разность фаз между колебаниями давления и скорости, которую можно получить, вычислив фазу безразмерного акустическ ого импеданса в данном сечении импеданс-трубы. Для вычисления импеданса пользуются методом стояфаз, позволяющее в любом сечении импеданс-трубы в том числе и в узле стоячей волны давления, вычислить его значение с достаточно высокой точ30 ностью,

. Устройство работает следующим образом.

Через импеданс-трубу 1, на выходе которой установлена диафрагма 2, с

j площадью сечения отверстия, выбранной в соответствии с диапазоном чисел Маха, в котором предполагается вести тарировку, организуют проток газа.

а затем с помощью громкоговорителя чих волн. Распределение разности фаз Q 3 возбуждают колебания звукового дав- вдоль импеданс-трубы при граничном ления, вызывающие пульсации скорости условии в виде закрытого конца пред- газа. Перемещают датчик 6 давления ставлено на фиг. 2 - кривая 12. При вдоль импеданс-трубы 1 и регистрируют непрерывном изменении частоты (что величины звукового давления в миниму- имеет место при проведении динамичес- ме и максимумах распределения и их кой тарировки) распределение разности расстояние от входного сечения диаф- фах перемещается вдоль оси импеданс-тру- рагмы 2. Затем устанавливают датчик бы, и для некоторых диапазонов час- 6 давления в одном сечении с датчиком тот вблизи местоположения датчика термоанемометра и рассчитывают по ра- термоанемометра находится скачок раз- Q нее проведенным измерениям величину ности фаз. В этом случае проведение сдвига фаз между пульсациями скорости

фазовой тарировки становится невозможным. Для исключения указанного явления граничное условие на конце импеданс-трубы выбирают таким образом, чтобы в последней реализовалось распределение звукового давления в виде комбинации бегущих и стоячих волн, при котором разность фаз между колебаниями давления и скорости не имеет больших градиентов (фиг, 2 - кривая 13).

Экспериментально установлено, что для реализации указанного выше условия необходимо, чтобы действительная часть безразмерного акустического импеданса диафрагмы, которая зависит от числа Маха в импеданс-трубе и от-.

лее 5. С другой стороны, для приме- нимости метода стоячих волн необходимо, чтобы эта величина не при- надлежала диапазону от 0,7 до 1/0,7,

так как в противном случае резко возрастает погрешность определения разности фаз за счет неточности определения координат минимумов звукового

Таким образому выбирая соответствующим образом отношение площадей поперечного сечения отверстия диафрагмы и импеданс трубы, получаем в импеданс-трубе распределение разности

фаз, позволяющее в любом сечении импеданс-трубы в том числе и в узле стоячей волны давления, вычислить его значение с достаточно высокой точностью,

. Устройство работает следующим образом.

Через импеданс-трубу 1, на выходе которой установлена диафрагма 2, с

площадью сечения отверстия, выбранной в соответствии с диапазоном чисел Маха, в котором предполагается вести тарировку, организуют проток газа.

и давления в данном сечении. Фазовую характеристику термоанемометра 9 определяют по разности между рассчи- j танной величиной сдвига фаз и измеренной с помощью фазометра 11 величиной сдвига, фаз между колебаниями напряжения невыходе термоанемометра 1 О и предусилителя7 датчика 6 давления.

.313

Формула изобретения

Способ динамической тарировки термоанемометра по авт.св. № 1249465, отличающийся тем, что, с целью повышения точности тарировки за счет определения фазочастотной характеристики термоанемометра, совместно с режимом стоячей волны возбуждают режик/- бегущей волны путем расположеAf p-v

Ж

г

59084

ния на конце импеданс-трубы диафрагмы с регулируемой площадью сечения и по измеренному на различных частотах сдвигу фаз колебаний давления и

5 колебаний сигнала термоанемометра в одном сечении импеданс-трубы, с учетом начального сдвига фаз меясду колебаниями давления и скорости, определяют фазочастотную характерис10 тику термоанемометра.

13

0,25

12

0.5

Л X

IL 2

Редактор Г. Гербер

Составитель Ю. Власов

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Колб

Заказ 2355/47 Тираж 776Подписное

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.г

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - определение фазо-частотных характеристик термоанемометра. Через импеданс-трубу 1, на выходе которой установлена диафрагма 2, организуют поток газа. С помощью громкоговорителя 3 возбуждают колебания звукового давления. Перемещают датчик 6 давления и регистрируют величины звукового давления в минимуме и максимумах распределения и их расстояния от входного сечения диафрагмы 2. Датчик 6 давления устанавливают в одном сечении с датчиком 10 термоанемометра 9 и рассчитывают по ранее проведенным измерениям величину сдвига фаз между пульсациями скорости и давления в данном сечении. Фазовую характеристику термоанемометра 9 определяют по разности между рассчитанной величиной сдвига фаз и измеренной с помощью фазометра 11 величиной сдвига фаз между колебаниями напряжения на выходе термоанемометра 9 и предусилителя 7 датчика 6 давления. 2 ил. с ig (Л 14) Риг.Г