Термоанемометр Советский патент 1977 года по МПК G01P5/12 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости движения газожидкостных потоков.

Известны устройства термоанелюметрического типа, предназначенные для измерения скорости истока и жидкости, содержащие измерительный мост постоянного тока с двумя термочувствительными элементами, выполненными в виде металлической нити, усилитель, нагреватель и регистратор 1-3.

Недостатком этих устройств является низкая точность, чувствительность и малая раз решающая способность схемы измерения.

Ближайшим к предлагаемому изобретению ио технической сущности является термоанемометр для измерения скорости потоков воздушной среды, содержащий два термочувствительных моста в режиме прямого подогрева, выполненных из полупроводников 4.

Однако такое устройство отличается недостаточной чувствительностью и инерционностью схемы измерения скорости. Это определяется низкой стабильностью и большим разбросом параметров термочувствительных элементов вследствие сложной технологии их изготовления, так как величина электропроводности и температурная чувствительность термочувствительных элементов зависят от точности дозировки компонентов, составляющих полупроводниковую смесь, режима термообработки, наличия химических примесей, учесть которые для каждого элемента не представляется возмол ным.

Для повышения чувствительности и стабильиости измерений малых скоростей газожидкостных потоков, уменьшения инерционности измерений в предлагаемом термоанемометре

оба термочувствительных элемента выполнены из нитевидных кристаллов полупроводников с присоединенными к ним выводами, расположены параллельно, а величина протекающего через них тока в режиме прямого подогрева

выбирается соответствующей нелинейному участку их вольтамперной характеристики.

На фиг. 1 показан общий вид иредлагаемого термоанемометра. Два нитевидных кристалла 1 и 2 с присоединенными к ним выводами 3 являются термочувствительными элементами. Они расположены параллельно и включены в илечи измерительного моста, электрическая схема которого приведена на фиг. 2. Резисторы 1 и Rz являются сопротивлениями термочувствительных элементов, Rs и R служат для балансировки моста, а сопротивление R служит для установки протекающего через чувствительные элементы тока, величина которого соответствует нелинейному участку их вольт-амиериой характеристики. Регистрирующее устройство нодключают к зажимам фиг. 3 показана вольт-амперная характеристика чувствительного элемента и величина рабочего тока /раб- Нелинейный режим работы приводит к нагреву чувствительных элементов выше температуры окружающей среды.

Устройство работает следующим образом. При движении газа или жидкости относительно термоанемометра второй чувствительный элемент по ходу потока нагревается больше, чем первый, так как он расположен в потоке тепла, идущего от первого чувствнтелького элемента. Это вызывает появление на выходе ранее уравновешеииого измерительного моста напряжения, пропорционального скорости потока газа. Нри измерении направления потока газа изменяется знак этого напрялсения вследствие того, что тогда чувствительные элементы поменяются местами относительно газового потока.

При этом схема измерения обеспечивает возможность регулирования в широких пределах величины сопротивления чувствительных элементов, что позволяет достигнуть минимальной тепловой постояпной времени термоанемометра.

Фиг. 1

Ф о р м у .:i а и 3 о б р е т с н и Я

Термоанемометр, содержащий два термочувствительных элемента из полупроводников, включенные в смежные плечи измерительного моста в режиме прямого подогрева, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности измерений малых скоростей газожидкостных потоко-в, уменьшения инерционности измерений, проводпик выполнен из нитевидиых кристаллов, например кремния, расположенных иараллельно друг другу, причем величина нротекающего через них тока в режиме прямого подогрева выбирается соответствующей нелинейному участку их вольтамиерной характеристики.

Источники информации, прииятые во внидмание при экспертизе:

1.Маякин В. П., Доиченко Э. Г. Электронные системы для автоматизированного измерения характеристик потоков жидкостей и газов, М., «Энергия, 1970, с. 12.

2.Катыс Г. П. Методы и приборы для измерения параметров нестационарных тепловых процессов, М., «Машгиз, 1959, с. 201.

3.Винниченко Н. К. и др. Турбулентность в свободной атмосфере, Гидрометиздат, Л., 1968, с. 57-63.

4.Авторское свидетельство № 175318, М. Кл.2 G 01Р 5/10, 1969 (прототип).

/