Способ измерения стационарной температуры газового потока Советский патент 1991 года по МПК G01K13/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля температуры газовых потоков,

Целью изобретения является повышение точности измерения в широком диапазоне скоростей движения газового потока.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения стационарной температуры газового потока.

Устройство содержит термопар у 1, слой которой образован из сваренных встык термоэлектродов, регистрирующий прибор 2, например автоматический потенциометр типа КСП-4, фильтр нижнй Гчастот 3, поворотное устройство 4, регулятор напряжения 5,

генератор ультразвуковой частоты 6, усилитель мощности 7 и разделительный конденсатор 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала термопару 1 устанавливают поперек газового потока и измеряют ее температуру с помощью регистрирующего прибора 2, на вход которого поступает гер- мо-ЭДС термопары. Затем термопару с помощью поворотного устройства 4 ориентируют вдоль газового потока. При этом температура термопары несколько снизится вследствие уменьшения коэффициента теплоотдачи, значение которого при продольной ориентации такой вытянутой термопары в газовом потоке меньше (примерно в два раза) значения коэффициента теплоотдачи при поперечной ориентации

О

о ел

К) СА О

термопары в газовом потоке. С помощью регулятора напряжения 5, в качестве которого в простейшем варианте может быть использован переменный резистор, путем изменения переменного напряжения, пода- ваемого на усилитель мощности 7 от генера- тора ультразвуковой частоты 6. термопару 1 подогревают до температуры, равной прежней температуре при поперечной ориентации термопары в газовом потоке. О равенстве температур судят по совпадению значений термо-ЭДС термопары, измеренных с помощью регистрирующего прибора 2. Отделение полезного сигнала термо-ЭДС термопары от переменного напряжения по- догрева осуществляется фильтром нижних частот 3, включенным на входе регистрирующего прибора 2. При этом разделительный конденсатор 8 исключает шунтирование термопары по постоянному току усилителем мощности 7.

На следующем этапе подогретую термопару, не изменяя величины тока подогрева, снова устанавливают поперек газового потока. При этом вследствие увеличения ко- эффициента теплоотдачи температура термопары возрастет. Новое значение температуры термопары измеряют регистрирующим прибором 2 по термо-ЭДС термопары. Затем термопару с помощью поворотного устройства 4 вновь ориентируют вдоль газового потока и, увеличивая ток подогрева, снова добиваются совпадения значенийтермо-ЭДСтермопары при ее продольной и поперечной ориентациях в газо- вом потоке. Таким образом осуществляется ступенчатый компенсационный подогрев термопары. При этом на каждой ступени (цикле измерения) величина компенсационного подогрева определяется разностью по- казаний термопары при ее различных

ориентациях, которая последовательно уменьшается от ступени к ступени. Компенсационный подогрев заканчивают той ступенью, на которой при фиксированном токе подогрева показания термопары при ее продольном и поперечном обтеканиях газовым потоком совпадут в пределах погрешности регистрирующего прибора 2. В этом случает обеспечивается полная компенсация методической погрешности измерения температуры из-за теплообмена излучением и теплоотвода. Практически для полной компенсации указанной погрешности достаточно трех-четырех ступеней.

Формула изобретения Способ измерения стационарной температуры газового потока, заключающийся в размещении термопары в газовом потоке и подогреве ее переменным электрическим током, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне скоростей движения газового потока, сначала термопару из сваренных встык термоэлектродов ориентируют поперек газового потока и регистрируют ее показание, затем термопару ориентируют вдоль газового потока и нагревают ее до температуры, при которой новое показание термопары совпадет с предыдущим,после этого термопару, не изменяя величины тока подогрева, снова ориентируют поперек газового потока и регистрируют ее показание и указанные действия, составляющие цикл измерения, повторяют до тех пор, пока не совпадут показания термопары при про-дольной и поперечной ее ориентациях в одном цикле измерения, и при этом случае температуру термопары принимают за стационарную температуру газового потока.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения температуры газовых потоков в широком диапазоне скоростей движения газа. Для этого осуществляют компенсационный ступенчатый подогрев термопары из сваренных встык термоэлектродов переменным током. При этом термопару ориентируют поперек и вдоль газового потока и сравнивают ее показания. Подогрев термопары заканчивают на той ступени (цикле измерения), на которой для фиксированного тока подогрева совпадут показания термопары при различной ее ориентации в газовом потоке. В этом случае полностью компенсируется погрешность из-за теплообмена термопары со стенкой канала и теплоотвода по нему, т.е. температура термопары совпадает с действительной стационарной температурой газового потока. 1 ил.