Тепловой расходомер Советский патент 1977 года по МПК G01F1/68 

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода жидкостей. Известны тепловые расходомеры с импульсным источником нагрева, содержащие термочувствительные элементы, нагреватель измерительный мост, усилитель 1-3J . Однако известные расходомеры имеют не достаточную чувствительность и точность измерения из-за погрешности, возникающей в результате нестабильности коэффициента усиления усилителей и питающих напряжений Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения. Для этого вход дифференциального устрой ства с основным и компенсационным термочувствительными элементами, выполненными в виде термотриодов, подключен через нагреватель и транзисторный ключ к выходз дополнительно введенного преобразователя напряжения в частоту, вход которого через усилитель постоянного напряжения подключен к выходу дифференциального устройства. На фиг. 1 приведена схема конструкции расходомера; на фиг. 2 - структурно-приндипиальная электрическая схема расходомера. Тепловой расходомер содержит основной 1 и компенсационный 2 термотриоды, нагреватель 3, теплопроводные массы 4 и 5, защитные гильзы 6 и 7, теллоизолядиокные стержни 8 и 9, штепсельные разъемы 10 и 11 и отрезок трубопровода 12. Расходомер содержит (см. фиг. 2) термотриоды 13 и 14, нагрузочные резисторы 15 и 16, подстроечные резисторы 17 и 18, предназначенные для компенсации неидентичности термотриодов 13 и 14. усилитель постоянного напряжения 19, преобразователь напряжения в частоту 20, транзистор 21, работающий в режиме ключа, тель напряжения на резисторах 22 и 23, нагреватель 24 и блок питания 25. Расходомер работает следующим образом, В присутствии потока жидкости температура термотриода 14 равна температуре измеряемой жидкости, а температура термотри да 13 выше температурь, жидкости и поддерживается заданной с помощью нагревателя 24.

Температура термотриода 13 зависит от многих факторов: от скорости потока, температуры жидкости, мощности подогрева. В свою очередь, мошность подогрева зависит от сопротивления подогревателя, тока подогрева, частоты и длительности включений. Для регулировки мощности подогрева используется частота включений подогревателя при неизменном токе и длительности включений. При изменении расхода жидкости изменяется количество тепла, отводимого от тер мотриода 13. Это приводит к изменению температуры термотриода 13 и к появлению напряжения на входе усилителя постоянного напряжения 19. Для поддержания температуры термотриода 13, равной заданной, не об- ходимо изменить мощность подогрева на величину Д РН Мощность подогрева приближенно равна Р г т . п . t н н н н -длительность включения, -ток нагрева, -сопротивление нагревателя, вкл частота включений нагревателя При выборе значения N из соотношения К N con bt малым для хомпенса- ции изменения температуры термотриода 13 изменение должно быть велико, чтобы обеспечить нужное изменение дР , чем и достигается высокая чувствительность Таким образом, при изменении расхода на входе усилителя появляется напряжение, которое, усиленное усилителем, управляет частотой преобразователя напряжения в частоту. Выходным сигналом является средняя частота включений нагревателя 24. Транзистор 21 при отсутствии управляющего и fиyльca находится в запертом состояНИИ и ток через нагреватель 24 не течет, В момент прихода импульса в цепи нагревателя появляется ток. При вьшолнении уело- Аия длительности импульса включений меньше постоянной времени разогрева термотриода 13, температура термотриода будет изменяться в зависимости от средней частоты включений. Кроме повышенной точности и чувствительности, в устройстве выходным сигналом является частота следования импульсов, что позволит использовать расходомер в телеметрических системах. Формула изобретения Тепловой расходомер, содержащий расположеннь-е на патрубке два термочувствительных элемента, нагреватель дифференциальное измерительное устройство, усилитель и времязадающее устройство, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения увствительности и точности измерения, вход дифференциального устройства с основным и компенсационным термочувствительными элементами, выполненными в виде термотриодов, подключен через нагреватель и транзисторный ключ к выходу дополнительно введенного преобразователя напряжения в частоту, вход которого через усилитель постоянного напряжения подключен к выходу дифференциального устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР NO 220543, Q 01 Р 1/68, 26.09.66. (прототип). 2.Патент США № 2972885, 73-204, 28-О2-61. 3.Туричин А. М. Электрические измерения неэлектрических величин, М., Энергия, 1966, с 115-133.

Vus.2