Измеритель скорости воздушного потока с применением трубок Пито или Вентури Советский патент 1939 года по МПК G01P5/16 G01D5/42 

Существующие в настоящее время указатели скорости воздушного потока основаны на принципе измерения давления, создаваемого лобовым напором воздуха в трубке Пито, или же вакуума, создаваемого воздушной струей в трубке Вентури. В обоих случаях измеряемая разность давлений (в статической и динамической камерах трубки) пропорциональна квадрату скорости V воздушного потока и прямо пропорциональна плотности воздуха.

Для определения истинной скорости воздушного потока обычно делается также отсчет барометрического давления по высотомеру и температуры воздуха, а затем производится соответствующее вычисление.

Предлагаемый прибор для измерения истинной скорости воздушного потока основан также на принципе измерения разности давления и имеет целью устранение зависимости таковой от барометрического давления и температуры.

На чертеже изображена схема предлагаемого прибора.

Измеритель / (чувствительный манометр) измеряет колебания давления в камере 2, соединенной со статической камерой трубки Пито или Вентури 3 через капилляр 4, н с динамической камерой 5 через диафрагму 6 (малое отверстие). При некотором расходе воздуха через капилляр 4 и диафрагму 6 измеряется потеря напора в капилляре.

Если сопротивление капилляра мало по сравнению с сопротивлением диафрагмы, то расход воздуха будет определяться исключительно диафрагмой.

Расход воздуха через капилляр подчиняется следующему закону:

(P3-Pi)P

1 - AS где Г - коэфициент внутреннего трения воздуха и РЗ - в данном случае давление в камере 2

Так как в нашем случае Q Ц , то

K.

или

P,-P,.Kr,V

Таким образом можно было бы получить, во-первых, независимость

показаний прибора от барометрического давления и, во-вторых, прямолинейную зависимость измеряемого давления от скорости V воздушного потока, т. е. равномерность шкалы прибора. Однако, вышеизложенное верно лишь в том случае, если считать, что расход воздуха через всю систему задается исключительно диафрагмой, В действительности же получается всего лишь уменьшение высотной ошибки прибора, определяемое отношением сопротивления капилляра к сопротивлению диафрагмы, которое ограничивается возможностью постройки достаточно чувствительного манометра. Тем не менее, даже при применении трубки Пито, имеется возможность уменьшить высотную ошибку в 10-15 раз, при применении же трубок Вентури с большим коэфициентом эти ошибки могут быть практически сведены к нулю.

Из вышеприведенных зависимостей видно, что показания прибора зависят от коэфициента внутреннего трения воздуха (тг)), которое можно считать практически прямо пропорцио.нальным абсолютной температуре.

Кроме того, расход воздуха через всю систему несколько зависит от температуры.

Компенсация температурной ошибкк осуш;ествляется следующим образом.

Капилляром 4 служит кольцевой зазор между цилиндром (0 - порядка 20-30 мм и цилиндрическим отверстием, причем материалы цилиндра и детали с цилиндрическим отверстием имеют различные коэфициенты теплового расширения.

Таким образом при изменении температуры меняется сечение капилляра. Возможны и другие варианты

термокомпёнсации, например, перекрытие отверстия (диафрагмы) заслонкой, управляемой рычагом из биметалла и пр.

Таким образом, сущность изобретения заключается в применении камеры, соединенной со статической и динамической камерами трубки Пито или Вентури указателя воздушной скорости соответственно через капилляр и диафрагму, снабженную термокомпенсирующим приспособлением, причем измеряется разность давлений между статической и вышеуказанной камерами. Эта разность давлений при определенных соотношениях размеров капилляра и диафрагмы практически прямо пропорциональна истинной скорости воздушного потока, независимо от барометрического давления и температуры, что, во-первых, решает задачу постройки универсального прибора для малых (посадочных) и больших скоростей и, во-вторых, дает возможность построить прибор, являющийся указателем истинной скорости воздушного потока.

Предмет изобретения.

Измеритель скорости воздушного потока с применением трубок Пито или Вентури, отличающийся тем, что, в целях измерения истинной скорости воздушного потока, независимо от барометрического давления и температуры путем измерения разности барометрического давления в статической и динамической камерах трубок Пито или Вентури, применена камера 2, соединенная с камерами трубок соответственно через капилляр 4 и диафрагму 6, снабженную термокомпенсирующим приспособлением. к авторскому свидетельству Л. № 55060 В. Саввичева