Термоанемометр Советский патент 1947 года по МПК G01P5/12 

Предметом изобретения является термоанемометр - прибор для изме. :рейия скоростей воздушного потока, основанный на зависимости степени охлаждения нагретого тела от скорости омывающей его струи потока.

Обычный термоанемометр состоит из тонкой проволочки, укрепленной между ножками держателя и включенной в одно из плеч моста Уитстона.

Такой простейший термоанемометр .имеет следуюш,ие недостатки:

1.Малая механическая прочность.

2.Незначительная чувствительность, для увеличения которой приходится сильно нагревать нить.

3. Относительная сложность электроизмерительногоустройствавследствие незначительной начальной величины электрического сопротивления проволоки и малых изменений этого сопротивления. Увеличение сопротивления анемометра путем удлинения нити повлечет за собой увеличение габаритов держателя, что недопустимо при исследовании полей с большими градиентами Скорости (например, вблизи модели), уменьшение диаметра нити ослабит механическую прочность.

Предлагаемый термоанемометр, ;подобно применявшимся, состоит из

проволочки, включенной в цепь моста Уитстона, работаюш;его на принципе постоянной силы тока, но отличается от известных тем, что в нем, с целью устранения зависимости показаний термоанемометра от направления потока и предохранения проволочки от вибраций в качестве держателя проволочки использован эбонитовый или тому подобный шарик.

На чертеже фиг. 1 изображает электрическую схему предлагаемого термоанемометра, а фиг. 2 - диаграмму тарировочной кривой термоанемометра при различной ориентировке последнего в потоке.

Держатель термоанемометра представляет собой (см. изображение в верхней части фиг. 2) эбонитовый шарик / диаметром 5 мм, укрепленный на конце медной трубки 2 диаметром 2 мм. По поверхности шарика уложена обмотка из платиновой проволоки диаметром 0,04 мм. Один конец проволоки припаян к медной трубке, а другой-к изолированной медной проволоке, пропуш,енной сквозь трубку.

Общая длина проволоки составляет около 120 .ил, а электрическое сопротивление - около 10 У. Таким образом, сохранив небольшой размер держателя и утолстив нить.

удалось .повысить ее сопротивлен-ие в 8-10 раз, что повышает чувствительность шарового термоанемометра по сравнению с обычным.

Значительное удлинение нити разрешает повысить точность измерения, не прибегая к сложным методам и аппаратуре, а также применить метод постоянной силы тока, являющийся более удобным практически, чем метод постоянного сопротивления, так как отпадает необходимость регулировки тока и балансировки моста. При нагревании насадка всего лишь до 100°С и изменении скорости от 4 до 25 м1сек изменение падения напряжения на концах нити при постоянной силе тока составляет около 250 mV. (Если же поддерживать постоянное сопротивление нити, то для вышеуказанного диапазона скоростей потребуется изменение питаюш;его тока приблизительно на 100 тА. Таким образом, задача измерения скоростей в диапазоне от О до 25 м1сек сводится к измерению напряжения 200- 300 mV или тока 100 - 200 тА.

Наличие твердого шарика повышает механическую прочность насадка и, как показали опыты, устраняет зависимость показаний термоанемометра от ориентировки его относительно направления скорости потока, - угол -f на фиг. 2.

Схема измерительного моста дана на фиг. I. Сопротивления Ro, а, b образуют вместе с измеряемым сопротивлением проволочки термоанемометра цепь моста, питаемого аккумуляторной батареей BI через регулировочный реостат Г. Гальванометр G служит нулевым индикатором. Сила тока, питаюш,его мост, измеряется по падению напряжения на концах эталонного сопротивления го. Это падение напряжения измеряется высокоомным вольтметром V, служащим также для измерения падения напряжения на сопротивлении термоанемометра при методе постоянной силы тока. Для поддержания постоянства силы тока в цепь питания моста включен барретер. Кроме того, имеется приспособление для компенсации напряжения, соответствующего нулевому положению (при скорости потока, равной нулю). Это приспособление состоит из сухого элемента В, потенциометра rz и регулировочного реостата ГзПредмет изобретения

1.Термоанемометр для измерения скорости воздушного потока, состоя. щий из проволочки, включенной в цепь моста Уитстона, работающего на принципе постоянной силы тока, и монтированной на держателе, предохраняющем ее от вибраций, обусловленных механическими и аэродинамическими причинами, отличающийся тем, что, с целью устранения зависимости показаний термоанемометра от направления потока, в качестве держателя проволочки использован эбонитовый или тому подобный шарик.

2.Форма выполнения термоанемометра по п. 1, отличающаяся тем, что шарик укреплен на концемедной трубки, к которой присоединен один конец проволочки, другой, конец которой соединен с изолированным проводом, пропущенным через трубку.

у . .:.,BfS-5 iо /. 7

60

Д Л

fionoo /tefft/e

OOmokO

.350

rfx

зоо

Фиг. 3