Датчик скорости потока Советский патент 1980 года по МПК G01P5/14 

(54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ПОТОКА

1

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано в различных областях науки и техники, в которых измеряются расходы и скорости газовых потоков.

Известно устройство, которое содержит струйный элемент в виде спаренных сопел, опущенных в измеряемый поток и струйную камеру, в которой расположены измерительный (обдуваемый струей входного сопла) и компенсационный (обдуваемый рассеянным потоком) терморезисторы 1.

Недостатком указанного устройства является погрешность измерений при измерении окружающего давления, при работе устройства в разомкнутых системах охлаждения, установленных на подвижных объектах, которые могут подниматься в горы, при работе систем с постоянным наддувом, в которых меняется давление, а также в связи с вариацией высоты, либо нарущением герметичности системы.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности измерений в условиях вариации давления в трубопроводе путем его усовершенствования.

Для этого датчик скорости потока снабжен генераторо.м перестраиваемой частотьг и источником пульсирующего потока, выполненным в виде электромагнита, подключенного к генератору, и камеры, разделенной мембраной из ферромагнитного материала на две равные полости, одна из которых связана со струйной камерой при помощи сопла, расположенного в зоне установки .компенсационного терморезистора, а другая - с периферией струйной камеры.

10

На чертеже показано устройство датчика.

Датчик скорости потока установлен на трубопроводе I и содержит выходное 2 и входное 3 сопла струйной камеры 4 с измерительным 5 и компенсационным 6 термо15резисторами.

Компенсационный терморезистор 6 расположен в зоне обдува пульсирующим потоком через сопло 7 рабочей полости 8 источника 9 пульсирующего потока. Источник 20 9 содержит кроме того электромагнит 10 и мембрану 11, выполненную из ферромагнитного материала. Электромагнит 10 подключен к генератору 12 перестраиваемой частотьг.

Мембрана 11 отделяет рабочую полость 8 от балластной полости 13, связанной с периферией струйной камеры 4.

Терморезисторы 5 и 6 подключены к мостовой схеме 14, выход которой соединен со схемой сравнения 15 и выходным каскадом 16. Струйная камера 4, источник 9 пульсирующего потока, генератор 12 и измерительная схема 14-16 размещены в герметичном корпусе 17.

Датчик работает следующим образом.

При появлении воздушного потока в трубопроводе 1 за соплом 3 создается зона повыщенного, а под соплом 2 пониженного давления. В результате этого начинается переток газа через струйную камеру 4; сопло 3 формирует измерительную струю, Р&ТОрая обдувает измерительный терморезистор 5 и, рассеиваясь по камере, возвращается в потокчерез сопло 2. Генератор 12 схемы сигнализатора вырабатывает сигнал переменного тока, который цитает электромагнит 10 источника 9 пульсирующего потока (пульсатора). Электромагнит приводит в Колебание мембрану 11, которая то выбрасывает, то втягивает воздух через сопло 7 и трубку 18. Объем рабочей камеры пульсатора выбран таким образом, что средний массовый расход в пульсирующей струе на максимальной, частоте генератора выше, чем расход в измерительной струе (с сопла 3) на максимальной измеряемой скорости. Струя, формируемая соплом 7, обдувает компенсационный (измеряющий температуру) терморезистор 6.

Амплитуда генератора 12 выбирается такой, что она обеспечивает максимальный ход мембраны 11 во всем диапазоне частот генератора, т. е. такой режим работы, когда расход в пульсирующей струе зависит только от частоты генератора и постоянен при заданной частоте, так как пульсатор выбрасывает на каждый период работы одинаковый объем газа.

Меняя частоту генератора, можно управлять расходом через пульсатор (точность настройки внутри диапазона), грубую настройку можно осуществлять, меняя диаметр рабочего сопла 7 (переход с диапазона на диапазон).

Так как оба перегретых терморезистора 5 и 6 включены в мост 14, выход которого соединен со схемой сравнения 15, то при равенстве средних скоростей визмерительной и рабочей струях сигналы на входе схемы 15 сравниваются, последний срабатывает, открывая мощный выходной каскад 14, и подает сигнал достижения заданной скорости. При изменении давления (плотности) газа в трубопроводе средний массовый расход в струях (рабочий и измерительный) меняется одинаково, также он меняется и при изменении температуры газа (так как рабочая струя создается из газа, находящегося в той же струйной камере).

В таком режиме работы осуществляется

компенсация датчика по давлению и температуре. С целью исключения влияния пульсатора на режим работы струйной камеры (наложение пульсации на расход через струйный элемент) балластная камера 13 пульсатора 9 с помощью трубки 18 связана со

струйной камерой 4, при этом давление в струйной камере не зависит от работы пульсатора, так как объем газа, вытесненный из рабочей камеры пульсатора, втягивается в балластную камеру и т. д.

Формула изобретения

Датчик скорости потока по авт. св. № 568024, отличающийся тем, что, с целью

увеличения точности измерений при наличии вариаций давления в трубопроводе, он снабжен генератором перестраиваемой частоты и источником пульсирующего потока, выполненным в виде электромагнита, подключенного к генератору, и камеры, разделенной мембраной из ферромагнитного материала на две равные полости, одна из которых связана со струйной камерой при помощи сопла, расположенного в зоне установки компенсационного терморезистора, а другая -

с Периферией струйной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ,№ 568024, кл. G 01 Р 5/14, 10.07.75.

(ХХХУУУУХХХХУХУхУУУУхУУУУХХХХХХХХХХ

/