Устройство для динамической градуировкиТЕРМОАНЕМОМЕТРА Советский патент 1981 года по МПК G01P21/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике,а именно к устройствам для динамической градуировки термоанемометра.

Известно устройство для определения динамических характеристик датчиков температуры, содержащее осветитель/лучи от которого через систему линз попадают на полупрозрачное зеркало. Часть лучей нагревает чувствительный элемент датчика. Другая часть лучей направляется на фотоприемник. Модуляция светового потока осуществляется за счет прерывания его крьшьчатко }, вращающейся от электродвигателя, скоростьвращения которого регулируется регулятором напряжения. Угловая скорость вращения крыльчатки и число ее лопастей определяют частоту следования прямоугольных тепловых импульсов U).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для динамической гргщуировки термоанемометра , содержащее задатчик скоростей газового потока, ,усилитель и регистратор 2.

Однако известное устройство обладает нестабильностью амплитуды, формы и частоты пульсации градуировочнрго воздействия в процессе определения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) термоанемометра. Процесс снятия АЧХ термоанемометра очень трудоемкий и требует больших затрат времени.

Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем,

10 что устройство для динамической градуировки термоанемометра дополнительно снабжено вторым и третьим усилителями, электрическим генератором с задатчиком частоты, детектором, уси15 лителем-регуЛятором, источником монохроматического излучения, оптически связанным через регулятор интенсивности светового потока, электрооптический модулятор, линзу, диаф20рагму с фотоприемником, при этом вход электрического, генератора соединен через усилитель-регулятор, детектор и второй усилитель с выходом фотоприемника, а выход электричес25кого генератора соединен через третий усилитель со входом электроотического модулятора. Кроме того, устройство снабжено усилителем-преобразователем, включенным между задатчиком

30 скорости газового потока и регулятором интенсивности светового потока, причем выход регистратора соединен с задатчиком частоты электрического генератора.

Изобретение поясняется чертежсш, где представлена схема устройства.

Устройство содержит задатчик 1 скоростей газового потока, соединенный с соплом 2. Газовый поток из сопла 2 обтекает те1 «оанемометр 3 (чувствительным) элементом , Терлоаиемометр 3 соединен с усилителем 4, который связан с регистратором 5. Источник 6 монохроматического излучения оптически связан через регулятор 7 интенсивности светового по- . тока, электрроптический модулятор 8, линзу 9 и диафрагму iО с терлоанемоетромЗ и фотоприемником 11. Регистратор 5 механическим приводом 12 связан с первшл входом электрического генератора 13, второй вход которого злектрически соединен с усилителем-регулятором 14. Усилительрегулятор 14 соединен с детектором 15, который, в свою очередь, соединен со вторым усилителем 16. Электричесг кий генератор 13 подключен через третий усилитель 17 к электрооптическому модулятору 8. Усилитель-преобразователь 18 соединен с згщатчиком 1 скоростей газового потока и регулятором 7 интенсивности светового потока.

Устройство для даснамической градуировки термоанемометра работает следующим образом.

Световой поток от источника монохроматического излучения модулируется электрооптическим модуляторе 8, накоторый подается синусо1 альное напряжение через третий усилитель 17 от электрического генератора 13. Промодулированный по амплитуде световой поток фокусируется с помощыо линзы 9 на термоанемометр 3. Диаф-: рагма 10 формирует световой поток в соответствий с формой чувствительного элемента термоанемсилетра 3. Далее световой поток попадает на фотоприемник 11, который позволяет контролировать амплитуду и частоту модуляции с помощыо цепочки, -состоящей из второго усилителя 16, дет&цто ра 15 я усилителя-регулятора 14.

Усилитель-регулятор 14 автоматически регулирует уровень выходного сигнала электрического генератора 13, тем самым поддерживая амплитуду модуляции светового потока постоянной в течение всего процесса градуировки. Тепловое воздействие светового потока преобразуется термоанемометром 3 в электрический сигнал, который попадает через первый усилитель 4 на регистратор 5, связанный механическим приводом 12 с электрическим генератором 13, что дает возможность синхронно вращать вал лентопротяжного механизма регистратора 5 и задатчик .частоты электрического генератора 13. При изменении скорости газового потока, истекающего из сопла 2, автоматически через усилительпреобразователь 18 изменяется световой поток с п 4ощью регулятора 7 интенсивности светового потока, так как при обдуве коэффициент теплоотдачи термоанемометра увеличивается и требуется большая мощность излучения.

При этом MObOiocTb источника монохроматического излучения определяется из соотношения

(.s(T3-T),

где ,01 ...0,1 - безразмерный коэффициент f

d. коэффициент теплоотдачи чувствительного элемента термоанемометра к потоку газа,

Дж ,

м град- с

S площадь поверхности чувствительного элемента, Тд- температура чувствительного

элемента. К;

температура потока газа, обтекающего чувствительный

элемент. К;

3- ток, нагревающий чувствительный элемент термоанемометРа, А;

R - сопротивление нагретого чувствительного элемента. Ом; а - коэффициент поглощения материала чувствительного элемента.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс получения динамических характеристик термоанемометра, тем самым исключая погрешности, зависящие от изменения скорости истечения потока и амплитуды градуировочного воздействия.

Применение предлагаемого устройства позволяет также упростить процесс определения динамических характеристик те{ 1оанемометра, причем в течение очень короткого промежутка времени можно получить нужное количество характеристик при различных режимах работы термоанемометра.

Формула изобретения

1. Устройство для динамической градуировки термоанемометра, содержащее Зс1датчик скоростей газового

потока, усилитель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, оно дополнительно снабжено вторым и третьим усилителями, злектрическим генератором с задатчнком частоты, детектором, усилителем-регулятором, источником монохроматического излучения, оптически связанным через регулятор интенсивности светового потока, электрооптический модулятор, линзу, диафрагму с фотоприемником, при этом вход электричес кого генератора соединен через усилитель-регулятор, детектор и второй усилитель с выходом фотоприемника, .а выход электрического генератора соединен через третий усилитель со входом электрооптйческого модулятора 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено усилителем-преобразователем, вклю ченным между задатчиком скорости газового потока и регулятором интенсивности светового потока. 3, Устройство по п. 1, отличающееся тем, .что выход регистратора соединен с задатчиком частоты электрического генератора. П ри.о р и т е т поп у и к та м 05.10.79-по п. 1; 11.11.79 по пп. 2 и 3. Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе 1.Маякин В.М. и др. Электронные схемл для автоматизированного измерения характеристик потоков жидкостей и газов. М., Энергия 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 94396, кл. G 01 Р 21/00, 1951 (прототип).