Измеритель скорости и направления потока жидкости или газа Советский патент 1992 года по МПК G01P5/12 G01P13/00 

аб бгЗа

н .а д г С 6 а

О 00

4

ГУ

Изобретение относится к измерительой технике и предназначено для определеия направления и скорости потока идкости или газа в напорных трубопровоах.

Цель изобретения - повышение точноти измерений и чувствительности измериеля.

На фиг. 1 представлена конструкция изерителя; на фиг. 2 - его принципиальная лектрическая схема.

Датчик измерителя (фиг. 1) состоит из корпуса 1, в нижней части которого выполнен цилиндрический канал 2. В канал 2 усановлена гильза 3, внутри которой расположен терморезистор 4 с намотанным на него нагревателем 5. С противоположной, по направлению потока, стороны установлена гильза 6, имеющая соответственно, терморёзистор 7 с нагревателем 8. По торцам корпуса 2 установлены гильзы 9 с термочувствительным элементом 10 и гильза 11 с термоизвестным элементом 12. В средней части поперечного клинообразного выреза канала 2 расположена эластичная заслонка 13. Датчик измерителя устанавливается для проведения измерений в трубопроводе 14.

Электрическая схема (фиг. 2) представляет собой три неуравновешенных моста 15-17, в смежные плечи которых включены термочувствительные элементы 7, 10, 4, 12, 18, 19. В два других плеча мостов включены согласующие постоянные резисторы 20-25. Усилители 26 и 27 напряжения предназначены для обработки сигнала мостов 15 и 17 и передачи его на усилители 28 и 29 мощности, которые в свою очередь связаны с нагревательными элементами 5, 8, 30, 31. Диагонали питания измерительных схем и нагревательные элементы 5, 8, 3, 31, питаются от стабилизированного источника постоянного тока (не показан). Измерительный прибор 32 с нулем по сере- дине включен в . диагональ среднего моста 16.

Преобразователь скорости и направления потока работает следующим образом.

В исходном состоянии небольшой ток, протекающий по нагревательным элементам 5,8,30,31, нагревает термочувствитель- ные элементы 5, 7, 18, 19. При отсутствии потока жидкости или газа эти термочувствительные элементы нагреты до одинаковой начальной температуры, сопротивления их равны, мосты 15-17 находятся в уравновешенном состоянии, т.е. напряжения на измерительных диагоналях равны нулю, эластичная заслонка находится в положении а.

При движении жидкости или газа (фиг. 1), например в направлении, указанном стрелкой, под давлением напора заслона 13 отклоняется в сторону потока в положение

в, тем самым перекрывает доступ жидкости или газа в полость, где расположен термочувствительный элемент 4. При этом термочувствительный элемент 7 моста 15, находящегося в потоке, охлаждается быст0 рее, чем элемент4 моста 17, что приводит к разбалансу моста 15. На измерительной диагонали моста .15 (фиг. 2) появляется сигнал, пропорциональный скорости потока. Полученный сигнал поступает в усилитель 26

5 напряжения, где он усиливается в 50-60 раз и воздействует на усилитель 28 мощности. Усилитель мощности повышает ток нагревателей 8 и 30, в результате чего увеличивается температура термочувствительного

0 элемента 7 пропорционально сигналу измерительной диагонали моста 15. Термочувст вительный элемент, нагреваясь, приводит мост 15 в равновесное состояние. Одновременно нагревательный элемент 30 повыша5 ет температуру термочувствительного элемента 18 среднего моста 16, что приводит к его разбалансу.

В результате на измерительной диагонали моста 16 появляется сигнал, пропорци0 опальный скорости потока, а его полярность соответствует направлению этого потока. Информация о направлении и величине скорости потока отражается на измерительном приборе 32.

5

. Формула.и зоб-ре тения

1. Измеритель скорости и направления потока жидкости или газа,содержащий корпус с цилиндрическим проточным каналом,

0 с расположенными внутри него первым и вторым нагреваемыми термочувствительными элементами, между которыми размещен реверсивный клапан, первый и второй нагреватели термочувствительных элемен5 тов. первый измерительный мост, в сменные плечи которого включены термочувствительные элементы, одним из которых является первый нагреваемый термочувствительный элемент и измеритель0 ный прибор, отличающийся тем. что, с целью повышения точности и чувствительности измерителя, в него введены третий и четвертый нагреваемые термочувствительные элементы с третьим и четвертым нагре5 вателями. первый и второй нагреваемые термочувствительные элементы, второй и третий измерительные мосты, первый и второй усилители мощности, первый и второй усилители напряжения, при этом ненагрева- емые термочувствительные элементы расположены в исследуемой жидкости вне проточного цилиндрического канала, а третий и четвертый нагреваемые термочувствительные элементы расположены вне исследуемого потока, первый ненагреваемый термочувствительный элемент включен в смежное плечо первого измерительного моста, второй нагреваемый и второй ненагреваемый термочувствительные элементы включены в смежные плечи второго измерительного моста, третий и четвертый нагреваемые термочувствительные элементы включены в смежные плечи третьего измерительного моста, диагональ первого измерительного моста через последовательно соединенные первый измеритель напряжения и первый измеритель мощности подключена к парал0

5

лельно соединенным первому и третьему нагревателям соответствующих термочувствительных элементов, диагональ второго измерительного моста через последовательно соединенные второй измеритель напряжения и второй измеритель мощности подключена к параллельно соединенным второму и четвертому нагревателям соответствующих термочувствительных элементов, а диагональ третьего измерительного моста подключена к измерительному прибоРУ2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что в средней части цилиндрического проточного канала выполнен клинообразный вырез, а реверсивный клапан выполнен в виде плоской эластичной заслонки.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления потока жидкости или газа. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерителя. При движении жидкости или газа в трубопроводе 14 заслонка 13 отклоняется в сторону потока и перекрывает доступ жидкости или газа в полость, где расположен термочувствительный элемент 4.При этом термочувствительный элемент 7 охлаждается .быстрее по сравнению с термочувствительным элеметом 4, что приводит к разбалансу двух из трех измерительных мостов, в смежные плечи которых включены соответственно нагреваемый нагреватель 8, термочувствительный элемент 7, ненагреваемый, термочувствительный элемент 12, нагреваемый нагревателем 5,термочувствительный элемент 4 и ненагреваемый термочувствительный элемент 10. Электронная схема выделяет информацию о скорости и направлении потока с повышенной по сравнению с прототипом точностью и чувствительностью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё

15

17

Фиг. 2