Способ измерения параметров газовых и жидких сред Советский патент 1980 года по МПК G01P5/12 

1

Изобретение относится к и змерительной технике .иможет бь1ть использовано при измерении параметров (температуры, скорости движения и т. д.) .га зрвьтх и жидких сред в экспериментальной аэрогидродинамике.

,В настояш,ее время известен способ измешения параметров газовых и жидких .сред путем помещения в исследуемую среду полупроводникового чувствительного элемента и разогрев его от источника .питаи1 я 1. Недостатком этого способа явля.ется малая точность .при измерении параметров статических сред.

Наиболее близ.ким к изобретению по технической сущности является способ измерения параметров газовь1х и жидких сред, заключающийся в помещении в исследуемую среду тёрмочувсТвйтельного ёлемента, включенного в электрическую цепь, пропускании через,негр импульсовэлектрического тока, измерении интервала времени и определении параметров среды по известньщ функциональным зависимостям 2.

Однако этот способ измерения недостаточно точен вследствие значительного интервала времени между моментами измерения однородных параметров среды.

Целью изобретения является повышение точности измерений параметров за счет проведения измерений в течение действия одного импульса.

5 Поставленная цель достигается тем, что создают нарастающий во времени передний фронт импульса, фиксируют момент времени, когда электрический сигнал на входе электрической цепи достигает величины, не

10 обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда электрический сигнал на выходе элект.рической цепи достигает величины, соответствующей входному сигналу, и далее определяют интервал времени между зафиксированными моментами, затем регистрируют момент времени, когда электрический сигнал на входе цепи достигает величины, обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда эелктрический сигнал на выходе цепи достигает соответствующей входному сигналу величины, и также определяют интервал времени между зарегистрированными

25 моментами времени.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ измерения параметров газовых и жидких сред; на фиг. 2--

30 соответствующая временная диаграмма. Устройство содержит термочувствительный элемент 1, включенный последовательно с конденсатором 2 к входу генератора 3. Способ измерения параметров газовых и жидких сред реализуется следующим образом. На электрическую цепь, состоящую из термочувствительного элемента 1 с электрическим сопротивлением RT и конденсатора 2 с емкостью С, подается последовательность импульсов t/вых. Выходное напряжение f/вых электрической; цепи будет запаздывать по отношению к входному сигналу на величину, зависящую от постоянной времени т цепи: -« а следовательно, как видно из данного соотношения (1), от величины электрического сопротивления т термочувствительного элемента 1. При малых токах через термочувствительный элемент (уровень напряжения f/i) его электрическое сопротивление от тока не зависит и целиком определяется температурой среды, в которую термочувствительный элемент помещен. При росте тока термочувствительный элемент начинает перегреваться относительно окружающей среды. В этом случае его электрическое сопротивление Rt уже определяется условиями теплообмена термочувствительного элемента с окружающей средой. Следовательно, и величина постоянной времени также определяется параметрами среды. Таким образом, величина постоянной времени т при малых уровнях тока (уровень напряжения C/i) через термочувствительный элемент определяется температурой среды, а при больших уровнях тока (уровень напряжения на входе цепи С/2) - скоростью обдува. Следовательно, задержка выходного сигнала цепи ti по сравнению с входным при малых токах в цепи определяется постоянной времени 1 - ;;сгде т -электрическое сопротивление термочувствительного элемента, определяемое температурой исследуемой среды, а время задержки tz определяется постоянной времени - Щ где RT -электрическое сопротивление термочувствительного элемента, определяемое условиями теплообмена его с окружающей средой (скоростью обдува, плотностью, составом и т. д.). При действии на входе рассматриваемой электрической цепи импульса с нарастающим во времени передним фронтом, регистрируя время задержки выходного сигнала /1 и ifa при малых и больших токах через термочувствительный элемент, определяют температуру среды, функционально связанную со значением интервала /ь и скорость движения (плотность, состав и т. д.) среды, функционально связанную с величиной интервала t. Это позволяет в течение действия одного входного импульса проводить измерение сразу двух параметров среды, тем самым сокращая интервал времени между моментами контроля однородных параметров среды. Формула изобретения Способ измерения параметров газовых и жидких сред, заключающийся в помещении в исследуемую среду термочувствительного элемента, включенного в электрическую цепь, пропускании через него импульсов электрического тока, измерении интервалов времени и определении параметров среды по известным функциональным зависимостям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измереНИИ параметров путем проведения измерений в течение действия одного импульса, создают нарастающий во времени передний фронт импульса, фиксируют момент времени, когда электрический сигнал на входе электрической цепи достигает величины, не обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда электрический сигнал на выходе цепи достигает величины, соответствующей входному сигналу, и далее определяют интервал времени между зафиксированными моментами, затем регистрируют момент времени, когда электрический сигнал на входе цепи достигает величины, обеспечивающей разогрев термочувствительного элемента, и момент времени, когда электрический сигнал на выходе цепи достигает соответствующей входному сигналу величины, и также определяют временной интервал между зарегистрированными моментами времени. С присоединением заявки № 2574628/ 18-10., Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе 1.Ференц В. А. Полупроводниковые труйные термоанемометры. М., «Энергия, 1972, с. 30-31. 2.Авторское свидетельство СССР по завке № 2497512/18-10, кл. G 01Р 5/12, 17.06.77 (прототип).

iBta/Si,,

и, :.-rO -tf U..