Измеритель скорости потока для системы защиты от перегрева аппаратов с воздушным охлаждением Советский патент 1992 года по МПК G01P5/02 

потоке воздуха плохообтекаемые тела вызывают колебания струны 3, которые передаются через шарниры 6 на преобразователи 2 и 10 перемещения в электрический сигнал, Эти сигналы поступают на входы компаратора 11. Так как плохообтекаемое тело8 расположено ближе к центру потока, чем тело 9, то электрический сигнал, поступающий от преобразователя 2, будет иметь большую амплитуду по сравнению с сигналом от преобразователя 10. Изменение температуры потока и появление паразитных вибраций одинаково скажутся на обоих преобразователях, чем обеспечивается компенсация влияющих факторов на результаты измерений скорости. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах защиты от перегрева аппаратов с воздушным охлаждением. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости. При установке измерителя в

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для защиты аппаратов с принудительным воздушным охлаждением от перегрева при нарушении режима охлаждения.

В качестве прототипа принято устройство для измерения скорости потока, содержащее корпус, преобразователь перемещения, чувствительный элемент в виде плоской струны, один конец которой неподвижно закреплен в корпусе, а второй соединен с пружиной, закрепленной в корпусе с возможностью регулирования.

В этом устройстве воздушный поток, набегая на плоскую струну, вызывает ее возвратно-поступательные колебания, которые воспринимаются преобразователем перемещения и преобразуются в электромагнитные, колебания, величина которых пропорциональна скорости воздушного потока.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерений и слабая помехозащищенность.

Низкая точность измерений и слабая помехозащищенность прототипа связана с тем,- что корпус устройства, установленный на стенке воздуховода или на опоре, воспринимает не только колебания, создавае- мые воздушным потоком, но и колебания, возникающие в опоре или воздуховоде под воздействием сторонних излучателей, не связанных непосредственно с воздушным потоком (вентилятора, работающих агрега- тов, транспорта и т.д.). Наиболее значительные помехи могут быть вызваны явлением резонанса струны или пружины,

В значительной степени слабая помехозащищенность прототипа объясняется раз- мещением преобразователя и струны в непосредственном контакте с воздушным потоком, при изменении температуры которого будут изменяться электромагнитные свойства преобразователя и резонансные свойства струны, что повлечет за собой изменение выходных параметров прототипа

при неизменной величине скорости воздушного потока.

Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель скорости потока для системы защиты от перегрева аппаратов с воздушным охлаждением, содержащий корпус, преобразователь перемещения в электрический сигнал, струну и регулирующий винт, дополнительно содержит опорную стойку, подпружиненный сферический элемент с пазом, два плохообтекаемых тела, второй преобразователь перемещения в электрический сигнал и компаратор, причем концы струны шарнирно соединены с основанием корпуса симметрично относительно опорной стойки, закрепленной в пазу сферического элемента с возможностью перемещения регулировочным винтом, при этом на струне у основания и вершины опорной стойки закреплены два плохообтекаемых тела и преобразователи перемещения в электрический сигнал установлены на внешней стороне основания корпуса, а их выходы подключены к входам компаратора, выход которого является выходом измерителя.

На чертеже изображена функциональная схема измерителя скорости потока.

Измеритель содержит корпус 1, преобразователь 2 перемещения в электрический сигнал, струну 3, регулирующий винт 4, опорную стойку 5, подпружиненный сферический элемент 6 с пазом 7, два плохообтекаемых тела 8 и 9, второй преобразователь 10 перемещения в электрический сигнал и компаратор 11, причем концы струны 3 шарнирно соединены с основанием корпуса 1 симметрично Относительно опорной стойки 5, закрепленной в пазу 7 сферического элемента б с возможностью перемещения регулировочным винтом 4, при этом на струне 3 у основания и вершины опорной стойки 5 закреплены два плохообтекаемых тела 8 и 9, преобразователи 2 и 10 перемещения в электрический сигнал установлены с внешней стороны основания корпуса 1, а их выходы подключены к входам компаратора 11, выход которого является выходом измерителя.

Плохообтекаемые тела 8 и 9 могут быть выполнены в виде шара, конуса или цилиндра и закреплены на половинах струны 3 винтом или гайкой, одно у основания, а второе у вершины опорной стойки 5.

На концах струны, шарнирно закрепленных в основании корпуса 1, установлены преобразователи 2 и 10 перемещения в электрический сигнал, представляющие собой электромагнитную или пьезокерамиче- скую головку, снимающую колебания конца струны относительно основания корпуса. Выходы этих преобразователей подключены к входам компаратора 11, выход которого является выходом измерителя.

Измеритель работает следующим образом.

При установке устройства в потоке воздуха плохообтекаемые тела 8 и 9 в результате взаимодействия с потоком вызывают колебания струны 3, которые передаются концами струны на преобразователи 2 и 10 перемещения в электрический сигнал, принцип действия которых заключается в преобразовании механических колебаний конца струны перед зазором электромагнитной головки в колебания электрического тока, подаваемые на усилитель, входящий в состав преобразователя, Эти сигналы поступают на первый и второй входы компаратора 11, где и сравниваются; Так как плохообтекаемое тело 8, расположенное у вершины опорной стойки 5, находится ближе к центру потока, чем тело 9, размещенное у основания корпуса 1, то и колебания этой половины струны будут иметь большую амплитуду или частоту, а следовательно и сигнал, поступающий от преобразователя 2 на первый вход компаратора 11, будет иметь большую величину, чем сигнал, поступающий от преобразователя 10 на второй вход компаратора, и на выходе компаратора 11 после сравнения появится электрический сигнал.

При отсутствии воздушного потока колебания обеих половинок струны 3 будут отсутствовать и на выходе компаратора 11 электрический сигнал будет отсутствовать, так как воздействие любого постороннего сигнала на идентичные колебательные системы, образованные половинками струны 3 и плохообтекаемыми телами 8 и 9, создадут на выходах преобразователей 2 и 10 равные по величине и по знаку электрические сигналы, которые на выходе компаратора 11 дадут нулевое значение сигнала. Техничеекая погрешность системы сравнительно легко компенсируется коэффициентом усиления преобразователей 2 и ТО перемещения в электрический сигнал.

Идентичность колебательных систем

обеспечивается тем, что концы струны 3 закреплены на шарнирах в основании корпуса 1 симметрично относительно опоры 5. а натяжение струны сферическим элементом 6 с помощью регулирующего винта 4 выравнивает длину обеих половинок

Таким образом, изобретение позволяет . повысить точность настройки на предел срабатывания, так как сигнал на выходе компаратора 11 появится только при опре- деленных соотношениях сигналов на выходе преобразователей 2 и 10, которые однозначно определяют скорость воздушного потока в канале, а также повысить помехоустойчивость измерителя, так как

сигнал, снимаемый с выхода компаратора, зависит только от скорости измеряемого потока, вызывающего различные амплитуды колебаний половинок струны, в то время как помеха, возникающая вне потока, будет еоздавать в идентичных колебательных системах, которыми являются половинки одной струны, одинаковые и по виду и по величине электрические сигналы, дающие на выходе компаратора значение сигнала, близкое к

нулю.

Формула изобретения Измеритель скорости потока для системы защиты от перегрева аппаратов с воздушным охлаждением, содержащий корпус,

преобразователь перемещения в электри- ческий сигнал, струну и регулирующий винт, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, дополнительно содержит опорную

стойку, подпружиненный сферический элемент с пазом, два плохообтекаемых тела, второй преобразователь перемещения в электрический сигнал и компаратор, причем концы струны шарнирно соединены с основанием корпуса симметрично относительно опорной стойки, закрепленной в пазу сферического элемента с возможностью перемещения регулировочным винтом, при этом на струне у основания и вершины опорной

стойки закреплены два плохообтекаемых тела, преобразователи перемещения в электрический сигнал установлены на внешней стороне основания, а их выходы подключены к входам компаратора, выход которого

является выходом измерителя.