Способ измерения скорости газового потока низкой плотности Советский патент 1980 года по МПК G01P5/18 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ - 8Й®Щ Х с t lf fJ« -,- Wis-nrnar ssn - K -- И Яобйедуйщих плоскОстях производят. tie потьку в момент еременй пр йсвждения чареэ них ионной метки , обра - Wiанной в гГёрвой jfSbK&cfif itism --г- да-й ; при -Этом уПомянуЧйеЙеШй ы йре определяют по на ибольшей амплитуде и йЭйменьшей длительности элект ° -чшктУ Ь --Шгн ajrartf66 &eir6 -swfirefгу WgiSjetSelHHio; йбннШ Шткй ёр;ё« 1ШИт ЬлЕнуй плотскость,а отсчет времени прохождения ионной меткой исследуемо го участка потока газа,ограничен иого - nJrocTkTbiftHfto ионизации, производят нЖпбс р1ёдственно по разНойти Т(г1Оме йтов йрейени йони&ацМи в них газового по тока. На фиг. 1 представлено геометри ЧёсАое пЬложеНие потока гаэа и плоскостей ионизации и преобразования; на фиг. 2 - временные диаграммы элек рйчес1 й х сйг-налов; на фиг., 3 - ffj ftмер блок-схемы устройства, реализующ то предлагаемый способ. Эл ейтронным лучом имп ЛъснЬ гфЬиз вТэдятйбнизйцию nbtoKa газаГ, послёдовательно вййз по пътоку в плоскостях П , П ......... П„ фиг. 1. ,.,:.-,.,., На эпюре а фиг. 2 пбКНШш Щёй: р ёШ Ш аШв, COOTв1тё ВутШ ё Йбт|едй;й-- Мй о eorrtfr-ftt eft-a вТшоскостях ПГ,.Г12 , .. . ., эпюре б - электрические сигналы, по лучаемые в плоскости преоВрайЬбани.ч Образовавшаяся в плоскости П / ионная метка . сносится l-i; r il-v-ji4; :ir/h- -K-i4 4i.d fe--:m v- . - Г-.. - -.-.--.-. газа. J .:. ; ; ;Шйён йрейёни прохождения ,..... ионной метки через плоскбстьГ ffg В пЬёледней прлиЭЙодят ййнШсадао IrlffГ 11 |й:еШ| в| BirtjiocRocTif й %8Ша количество ионных метЪк следуемом участке газа, ограниченном плоскостями П и П, останется неизменньш и равным единице. При Ттодходе ионной метки к третьей, Четвертой .Ж йЭЙ ЗеФя йон изации тпроисходит аналогичное яв лёНйе, т ,е. производится от .еечёнин к сечению подШтЩ ионной ме гщ; Следует заметить, что при бесконечном увеличении плоскостей ионизации подпитка получаётся непрерывной а скорость движения Электронн ого лу ча совпадает со скоростью потокаТ В результате через плоскость пре образования П проходит еЩнственн ая ионная кетка, которая единственный электрический сигнал б фиг. 2 за Ьдйн цикл измГёрений. Kpиtepиeм совпадения метки через плоскость ионизации являются -. -,- . . . 44Jiib.(4,eiH.«(fj,«jLi( наибольшее значение амплитуды и наи меньшая величина Длительности ,сиГ нала (эпюра а фиг. 2).Л В этом случае время между после довательными ионизирующими имЪульсами соответствует прохо йГеййю ионной меткой определенных рас- . (Стояний NfSrjfy пмбскостями ионизации. ПоС1 сольку оба этих параметра - и padCTOfftfuie известные, не йредс-Равляет трудности определить скорость на различных участках исследуемого потока газ а. , . Как ейдно из сущности способа, ОПрёдёлеИИё времейй прохождения ионной меткой заданного расстояниямежду плОскоЪтяМй ионизации сводится К определению величины соответетвуЮЩих временных интервалов сфйрйирь аниьшй тактовымй элект(рЖЧёсКИКй импульсами (эпюра а фиг. 2), (что может быть выполнено просто и с высокой ТОЧНЬстью, например, с помощью счётной техники. Определение СОвпадения моментов времени прохождени.я исэнной меткой плоскостей П,,П2 Г.. .пг,ймоментов времени иониза ции в них газового потока по наибольшей амплитуде и наименьшей дййтёльностй электрического ёйгнала/ псшучаёмого в плоскости преобразования П,осуществимо с большей точностью, поскольку возможно измерение с большой точностью амплитуды напряжения. Это приводит к повышению точности измерения. Увеличенная амплитуда электрического сигнала в плоскости преобразования, обусловленная двух- и более кратной подпит- . кой первоначальной ионной метки , бЩУёделяЖт Вйзможность примененйя способа При Расследовании разреженных потоков газа постоянной скорости. Пбв ааеннаЯл6кальность Достигается за счет возможности установки минималейогб рагсстряния между двумя плоскосТямй 1 б11ГЙз Й1Гй й7 РаВйого нескольким ЭЗиаметр амэлеКтррнного пучка. Нафиг. 3 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ., J. :.---..: - . -Устройство содержит датчик частоты модуляции 1, генератор пачек импульсов 2, схёМы регулируемой задержки . В1рёмейи 3, Фбрми)ователь пачек импульсов 4, электронно-лучевую пушку 5/ формйроватёль ступенчатого напря- . жения б, отклонящую систему с электройагнитнбй JiHHsoft. 7, датчик проводамости потока 8, индикатор 9 и измеритель временных интервалов 10. Принцип действия устройства заключается вследующем: Сигналы датчика частЪты модуляций 1 поступают на генератор пачек импульсов, 2, выходные илшульсы которого, задержавшись схемой 3, преобразуются До необходимой длительнрсти и амплитуды в формироват ёлё 4, а э атём поступают н а электррнно-лучёвуйУ пушку 5, вызывая появление её луча . - . . . Импульсы генератора 2 поступают также йа форййрователь ступенчатого нап)яжения б, сигналы которого, воздействуя на отклоняющую систему с электромагнитной линзой 7; осуществляют точное геометрическое положение плоскостей ионизации последовательно вниз по потоку. Образовавшаяся в потоке газа ионная метка при достижении датчика проводимости 8 обуславливает--/-появление на его выходе электрического сигнала, который регистрируется на экране индикатора 9. . С помощью схем регулируемой задер ки времени 3 добиваются наибольшей амплитуды и наименьшей длительности сигнала на индикаторе 9, а затем . регистрируют время между импyльca в (фиг. 1) с помощью измерителя временных интервалов 10. По найденному времени и расстояниям между соответствующими плоскостями ионизации,-про порциональным перепаду ступенчатого напряжения формирователя ё, определяют скорость газового потока. . Таким образом, многократная .под питка ионной метки эквивалентна ис пользованию электронной пушки с боль шим током пучка которую не всегда можно применить, и в первую очередь из-за большого диаметра ее луча, позволяет увеличить уровень электричеткого сигнала от ионной метки следовательно, производить измерение скорости потоков с пониженным давлением.Что касается куполообразной формы электрических импульсов, получаемых при преобразовании ионной метки и длительности этих сигналов, то теперь они значения не имеют, так как операции с ними сводятся к определению наибольшей амплитуды в относител ных единицах (т.е. производится не измерение, а сравнение амплитуд), ий мерение же времени пролета базы прои водится по измерению времени между тактовыми импульсами, которое может быть измерено.электронным способом с высокой точностью. Формула изобретения Способ измерения . скорости газового потока низкой плотности, основанный на импульсной ионизации газа электронным пучком в двух или/нескольких плоскостях, перпендикулярных потоку, с последующей регистрацией времени прохождения ионной меткой этих расстояний с помощью контрольной плоскости, вынесенной за пределы, исследуемого участка потока газа, о т личающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения скорости, повышедия точности и .локаль- . ности измерений, импульсную ионизацию газа во второй и йоследующих плоскостях производят по потоку в момент времени прохождения через них ионной метки , образованной в первой плоскости ионизации, при этом упомянутые моменты времени определяют по наибольшей амплитуде и наименьшей длительности электрического сигнала, соответствующего прохождению ионной метки через контрольную плоскость, а отсчет времени прохождения ионной меткой , исследуемого участка потока газа, ограниченного плоскостями ионизации, производят непосредственно по разности моментов времени ионизации в них газового потока. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 248358, кл. G 01 Р 5/00, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 340968, кл. G 01 Р 5/00, 1970 (прототип) ..

Iff, пг

Iff