Интегральный датчик скорости потока жидкости и газа Советский патент 1977 года по МПК G01P5/12 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения скорости жидкости или газа в различных системах.

Известны термоанемометрические датчики, предназначенные для измерения скоростей газожидкостных потоков, содержаш,ие теплопередающий элемент в виде тонкой проволочки, помещенной в заданную точку потока, импульсные линии, источник питания и державку 1. Иедостатками этих устройств являются низкие точность и чувствительность измерений.

Ближайшим к изобретению по технической сущности является теплоэлектрический датчик скорости потока жидкости и газа, содержащий полупроводниковые термоэлектробатареи, корпус и измерительный прибор :|2.

Иедостатком этого датчика является пебольщая точность измерений в связи с тем, что скорость потока в различных точках сечения различна и, следовательно, точность измерений скорости потока зависит от места установки датчика. Кроме того, с увеличением скорости увеличивается унос тепла в соседние слои потока, не омывающие плоскость измерительной термоэлектробатареи.

Для повыщения точности измерений в предлагаемом датчике рабочие спаи термоэлектробатарей расположены в набегающем потоке перпендикулярно вектору скорости, а свободные- в окружающем пространстве, причем коммутапионные пластины рабочих спаев выполнены по размерам внутреннего сечения

трубопроводов.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемого интегрального датчика; на фиг. 2 - его термоэлектробатарея. Интегральный датчик скорости потока состоит из корпуса 1, изготовленного из электроизоляционного материала, в котором установлены ветви полупроводникового термоэлемента 2, скоммутированные коммутационными пластинами 3 свободного спая и коммутационными пластинами 4 рабочего спая.

Коммутационные пластины термоэлектробатарей расположены в одной плоскости и представляют собой решетку, которая усредняет температуру пронизывающего ее потока.

Интегральный датчик скорости потока работает следующим образом. При температуре потока, проходящего через коммутационные пластины 4, отличной от температуры окружающей среды в термоэлектробатарее

«а за счет разности те.мператур возникает термо-ЭДС. Затем, проходя через коммутационные пластины 4 термоэлектробатареи «б, включенной в сеть постоянного тока, поток нагревается и, проходя через коммутационные пластины термоэлектробатареи «в,

передает часть тепла последним. В результате нагрева пластин термоэлектробатареи «в в последней возникает термо-ЭДС, пропорциональная разности температур. Термоэлектробатареп «а и «в включены в цепь измерительного прибора 5. Дифференциальное включение термоэлектробатарей позволяет производить корректировку по начальной температуре потока.

Таким образом, благодаря тому, что тепловоспринимающие коммутационные пластины проходят по всему сечению, температура потока усредняется и не зависит от его равномерности по скорости, а следовательно, повышается и точность измерения.

Формула изобретения

Интегральный датчик скорости потока жидкости и газа, преимущественно в трубопроводах, содержащий полупроводниковые термоэлектробатареи, корпус и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, рабочие спаи термоэлектробатарей расположены в набегающем потоке перпендикулярно вектору скорости, а свободные - в окрул ающем пространстве, причем коммутационные пластины рабочих спаев выполнены по размерам внутреннего сечения трубопроводов.

Источиики информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Коважный Л. С. Измерения характеристик турбулентности. В кн. «Физические измерения в газовой динамике и при горении. 14, ИИЛ, 1957, с. 5-61.

2.Патент США № 3033127, кл. 73-194, 1974.

N

Поток

Риг.2