Устройство для измерения параметров газообразного потока Советский патент 1992 года по МПК G01L19/04 

х|

OI (Я

о

«

Изобретение относится к-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения распределений осредненных значений полного и статического давления, скорости, а также пульсационных составля ющих статического давления и скоростей по двум направлениям, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения указанных параметров в высокотемпературных (до 3000 К) химически активных средах. Устройство содержит три приемные трубки 2, 3, 4, выходящие на поверхность полусферической заглушки 5, связанной с коаксиальным кожухом 6. Внутри кожуха 6 расположены приемные трубки статического давления с общим выходом 7 и с входными отверстиями 8 на поверхности кожуха. Кожух 6 связан с державкой, которая установлена на корпусе 10. Кожух, державка и корпус имеют сис

. ПнгЪнатические линии

Гидравлические линии

Зштрические линии

Фиг.7

темы охлаждения 11, 12, 13, Охладитель подается через входы 14 и выходы 15. Приемные трубки 2, 3, 4 через выходы 16 связаны с датчиками пульсаций давления 17, в которых осуществляется выравнивание амплитудно-частотных характеристик сигналов и их преобразование в электрическую форму. Датчики 17 имеют два входа 18, 19, один из

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения распределений осредненных значений полного и статического давлений, скорости, а также пульсаций давления и двух составляющих скорости в высокотемпературном потоке, содержащем конденсируемую фазу, например в плазме МГД-генератора.

Известен зонд для измерения давле- ний, предназначенный для измёрё нИ й давлений и скорости в нестационарном трехмерном потоке и содержащий головку с закрепленными на ней приемными трубками и корпус, внутри которого размещены датчики давления.

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения .(оно применимо в нейтральнЫх ср Јдах, при нормальных условиях)

Известен насадок для измерения полного давления высокотемпературного потока газа, содержащий измерительную трубку полного давления и коаксиально размещенную снаружи трубку кожуха, соединенные в торцах со стороны входного отверстия кольцевой полусферической заглушкой.

Недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности (измерение осредненной со- ставляющей скорости в одном направлении).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения осредненных полного и ста- тйческого давлений, скорости и пульсаци- онных составляющих статического давления и скоростей по двум направлениям в высокотемпературном потоке, содержащем конденсируемую фазу.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее первую приемную трубку полного давления с коаксиальным кожухом, торец которого соединен со стороны входного отверстия с торцом первой приемной трубки полусферической эаглушкоторых связан с приемными трубками, а другой - с пневмопереключателем, соединенным с линией защитного газа и с регигт- ратором осредненного давления При работе устройства при помощи пневмопе- реключателя реализуются два режима работы: режим продувки (защитным газом) и режим измерения 7 ил

кой, дополнительно снабжено корпусом с установленной на нем державкой, на которой закреплен кожух, второй и третьей приемными трубками размещенными осе- симметрично в кожухе в первой диаметральной плоскости, а их выходные отверстия расположены под углом а 96° на поверхности полусферической заглушки, двумя приемными трубками статического давления с общим выходом, размещенными осесимметрично в кожухе во второй диаметральной плоскости, перпендикулярной первой, и с входными отверстиями, выполненными в цилиндрической стенке кожуха, трубками охлаждения полусферической заглушки и кожуха, размещенными в кожухе по его окружности между приемными трубками, трубками охлаждения державки и корпуса, пневмопереключателем и подключенным к нему регистратором давления, датчиками пульсаций давления, установленными на корпусе на введенных виброгася- щих прокладках, причем каждый датчик пульсаций давления выполнен в виде преобразователя давления приемной полости, сообщенной одним каналом через введенный демпфер с первым входом датчика и вторым каналом через введенный регулируемый дроссель, герметичную камеру с вторым входом датчика, причем первый вход подключен к соответствующему выходу первой, второй и третьей приемных трубок, а второй вход - через пневмопереключатель, к общему выходу приемных трубок статического давления, причем пневмопереключатель снабжен штуцером подвода защитного газа.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1, разрез; на фиг.З - вид А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; на фиг.б - сечение Г-Г на фиг.4; на фиг.7 - принципиальная пневмо-гидравлическая схема устройства.

Устройство для измерения параметров газообразного потока (фиг.1) содержит полусферическую заглушку 1, на лобовую поверхность которой выведены торцы трех приемных трубок 2, 3 и 4. Трубки размещены в кожухе 5. Вторая 3 и третья 4 приемные трубки размещены осесимметрично в кожу- хе 5 в первой диаметральной плоскости. Приемные трубки 6 статического давления выполнены с заглушками 7 на торцах. В стенках трубок б имеются отверстия 8, которые соосны с отверстиями, выполненными в цилиндрической стенке кожуха 5. Две приемные трубки 6 статического давления размещены осесимметрично в кожухе 5 во второй-диаметральной плоскости, перпендикулярной первой, и имеют общий выход 9. В кожухе 5 по его окружности между приемными трубками размещены трубки 10 охлаждения полусферической заглушки и кожуха. Кожух 5 с набором всех трубок соединен с державкой 11 и ортогонален к ней. Далее державка переходит в корпус 12 устройства, на котором расположены выходы 13 приемных трубок, входы 14 и выходы 15 охладителя для охлаждения кожуха с полусферической заглушкой, державки и корпуса. На корпусе 12 через виброгасящие прокладки 16 закреплены три датчика 17 пульсаций давления (см. фиг.2). Каждый из них при помощи первого входа 18 датчика через эластичную трубку 19 соединен с соответствующими выходами 13 первой, второй и третьей приемных трубок. Первый вход 18 датчика частично заполнен демпфером 20 (например, комком металлической шерсти из проволоки 20 мкм) и сообщается с приемной полостью 21 датчика 22. Приемная полость 21 через два регулируемых дросселя 23 сообщается с герметичной камерой 24, соединенной с вторым входом 25 датчика. Второй вход 25 подключен к пневмопереключателю (не показан), соединенному с линией защитного газа и с регистратором осредненного давления (не показан). Направление 26 перемещения устройства относительно стечки 27 канала показано нафиг.7. Там же показаны направление 28 потока, омывающего насадок и электропневмогидравлические коммуникации 29-34.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройство, установленное в стенке 27 канала, подключают к трактам: хладагента (вода под давлением 1.6 МПа)- через входы 14 и выходы 15 охладителя; защитного газа (осушенный воздух под давлением 0,4 МПа) - через пневмопе- реключатель (не показан), датчики 17 и далее в приемные трубки 2-4. При измерении устройство при помощи дистанционно управляемого привода (не показан) устанавливают в требуемой точке исследуемого потока и производят переключение пневмо- переключателем с режима продувки на ре5 жим измерения. При этом приемные трубки 2-4 отсекаются от линии защитного газа и подсоединяются к регистратору осредненного давления (не показан). Исследуемая среда - турбулентный поток высокотемпе0 ратурного газа воздействует на измерительную головку 1 насадка, состоящую из полусферической заглушки, на поверхность которой выходят торцы трех приемных трубок 2-4. Соответствующие пульсации давле5 ния по приемным трубкам передаются к датчикам 17 пульсаций давления, в которых выравниваются амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) и происходит их преобразование в электрическую форму сигналов.

0 Мгновенные значения пульсаций давления по линиям 33 связи поступают на аналоговый регистратор. Последующая обработка этих сигналов позволяет получить мгновенные значения пульсаций давления осевой и

5 -и ортогональной ей v составляющих пульсаций скорости. Через приемную трубку 2, кроме пульсаций полного давления, измеряется и осредненное полное давление в потоке посредством манометра (не показан).

0 через пневмопереключатель подключаемого к второму входу 25 датчика. Через входные отверстия 8 в цилиндрической стенке кожуха 5. приемные трубки 5 статического давления и их общий выход 9 измеряется

5 осредненное статическое давление. Информация об осредненных значениях полного и статического давлений используется для вычисления осредненной скорости потока и пульсаций двух составляющих скорости. Да0 лее при помощи п«евмопереключателя устройство переводят в режим п родувки, перемещают в новую точку измеряемого ло- тока и повторяют описанные операции.

5 Формула изобретения

Устройство для измерения параметров газообразного потока, содержащее первую приемную трубку полного давления с коаксиальным кожухом, орец которого соеди0 нен со стороны входного отверстия с торцом первой приемной трубки полусферической заглушкой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено корпусом

5 с установленной на нем державкой, на которой закреплен кожух, второй и тр.етьей приемными трубками, размещенными осесимметрично в кожухе в первой диаметральной плоскости, а их выходные отверстия расположены под углом а 96° на поверхности полусферической заглушки, двумя приемными трубками статического давления с общим выходом, размещенными осесимметрично в кожухе во второй диаметральной плоскости, перпендикулярной первой, и с входными отверстиями, выполненными в цилиндрической стенке кожуха, трубками охлаждения полусферической заглушки и кожуха, размещенными в кожухе по его окружности между приемными трубками, трубками охлаждения державки и корпуса, пневмопереключателем и подключенным к нему регистратором давления, датчиками пульсаций давления, установленными не корпусе на введенных

I

21

Фиг. 2

виброгасящих прокладках, причем каждый датчик пульсаций давления выполнен в виде преобразователя давления приемной полости, сообщенной одним каналом через введенный демпфер с первым входом датчика и вторым каналом через введенный регулируемый дроссель, герметичную камеру с вторым входом датчика, причем первый вход подключен к соответствующему выходу первой, второй и третьей приемных трубок, а второй вход через пнев- мопереключатель к общему выходу приемных трубок статического давления, причем пневмопереключатель снабжен штуцером подвода защитного газа.

14

Фиг. I

г з

Фиг. 4

Фиг. 5

в, &и9 А

Ю