УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКОВ Советский патент 1970 года по МПК G01P5/04 

Изобретение относится к области гидродинамики и тенломассообмена и может быть использовано для измерения скорости потоков жидкости или газа как по величине, так и по направлению.

Известно устройство для онределения скорости потоков, содержащее корпус и отклоняющийся иод действием динамического напора чувствительный элемент, индикатор перемещения чувствительного элемента и электроизмерительную схему.

Однако, это устройство имеет невысокую чувствительность, требующую многокаскадного усиления, его невозможно иснользовать в непрозрачной среде, кроме того, оно сложно в изготовлении.

Отличием предлагаемого устройства является то, что, с целью повышения чувствительности и возможности измерений в непрозрачных средах, чувствительный элемент в нем выполнен в виде упругой, нити с выступающим из нижней части корпуса концом, в средней части которой укреплен мета.ллический капилляр, а индикатор перемещения выполнен в виде катушки индуктивности, охватывающей капилляр, и диаметрально расположенных -микротермисторов, включенных в равновесный мост. Кроме того, устройство с целью расширения диапазона измерений снабжено нарой диаметрально расположенных

электромагнитов, связанных через электронный регулятор с равновесным мостом, а капилляр выполнен из ферро.магнитного материала. С целью же учета изменения направления скорости оно снабжено второй парой микротермисторов и электромагнитов, установленных перпендикулярно к первым.

С целью возможности измерений вертикальны. потоков устройство содержит дополнительный электромагнит для поддержки упруroii нити во взвешенном ноложенни.

Иа фиг. 1 изображена принциннальная схема предлагаемого устройства для измерения скорости; па фиг. 2 дана схема измерительного канала устройства.

В корпусе 1 устройства на его верхнем основании через герметизирующее уплотнение 2 укреплена тонкая упругая стеклянная нить о с надетым на нее металлическим канилляром 4. Па корнусе, охватывая капилляр 4, намотаны витки катушки 5 индуктивности, питаемой от генератора высокой частоты. Ниже катушки 5 в корпусе жестко диаметрально противоположно заделаны мнкротермисторы 6. Еще ниже вокруг корпуса расположены в таком же порядке, как и микротермисторы 6 электромагниты 7. В ннжней части корпус переходит в капилляр (зонд) 8 небольшого диаметра (порядка 0,8-1 лиг), из которого выступает конец упругой пити ,) (порядка

50-100 мк). Корпус связан с микрометрическим устройством для перемещения.

Устройство работает следующим образом.

Катушка 5 индуктивности, иитаемая от генератора высокой частоты, служит для нагрева металлического капилляра 4, вокруг которого в непосредственной близости расположены микротермистары 6. Диаметрально расположенные из них соединены в равновесную мостовую схему.

Терм.ометрический мост образован микротермисторами 6, установочными сопротивлениями 9 и 10. Батарея П служит для питания моста.

Перемещение упругой стеклянной нити 3 под воздействием динамического напора вместе с нагретым капилля|ром 4 вызывает изменение температурного поля вокруг окружающих его микротермисто рОБ 6, сопротивление одного из них, от которого капилляр удаляется, резко возрастает, а другого, к которому он приближается, - уменьшается.

С измерительной диагонали моста сигнал разбаланса, полярность которого определяется знако.м смещения капилляра 4 от первоначального положения, додается через усилитель 12 на исполнительный электродвигатель 18, управляющий реохордом 14.

Исполнительные электромагниты также включены попарно дифференциально в мостовые схемы.

Реохорд 14 слулшт для дифференциального изменения тяговой силы электромагнитов 7 в соответствии со знаком и величиной разбаланса измерительного термометрического моста.

Коэффициент усиления цепи обратной связи следящей системы устанавливается с помощью сопротивления 15 и изменения напряжения батареи 16, питающей исполнительный мост электромагнитов.

Знак и величина напрялсения в диагонали исполнительного электромагнитного моста функционально связаны с направлением и величиной силового воздействия исследуемого потока на чувствительный кончик упругой нити 3.

При ПОСТОЯННОМ напряжении питания эЛеК тромагнитного моста перемещение движка реохорда 14 также функционально связано с величиной и направлением силы воздействия динамического нанора, а следоавтельно, и скорости течения.

Выходное напряжение (динамического напора) подается на измерительный прибор (осциллограф или микровольтметр). Измерительная схема градуирована в единицах динамического напора.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения скорости потоков, содержащее корпус и отклоняющийся под действием динамического напора чувствительный элемент, индикатор перемещения чувствительного элемента и электроизмерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и возможности измерений в непрозрачных средах, в нем чувствительный элемент выполнен в виде упругой нити с выступающим из нижней части корпуса концом, в средней части которой укреплен металлический капилляр, а индикатор перемещения выполнен в виде катушки индуктивности, охватывающей капилляр, и диаметрально расположенных микротермисторов,

включенных в равновесный мост.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено парой диаметрально расположенных электромагнитов, связанных через

электронный регулятор с равновесным мостом, а капилляр выполнен из ферромагнитного материала.

3.Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что, с целью учета изменения направлеПИЯ скорости, оно снабжено второй парой микротермисторов и электромагнитов, установленных перпендикулярно первым.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью возможности измерения вертикальных потоков, оно содержит дополнительный электромагнит для поддержки упругой нити во взвешенном полож:ении.

/ /

УУХУМ

U

/