Термоанемометр Советский патент 1981 года по МПК G01P5/10 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено для целей автоматизированного измерения расхода или скорости протока жидкости. Известен термоанемометр, в котором величину скорости потока определяют по величине тока, протекающего по датчику термоанемометра l Недостатком данного термоанемометра является низкая помехозащищенность . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее приемник тепла, нагреватель, управляемый источник питания нагревателя, измеритель временных интервалов и узел управления источником питания и измерителем временных интервалов 2. Недостатком известного термоанемометра является необходимость стабилизации параметров электронной схе мы и кроме того, аналоговыйхарактер сигналов и узлов схемы не может обеспечить эффективной защиты от помех тем более, что слабый сигнал с приемника не позволяет сильно разносить в пространстве датчик и электрическую схему. Цель данного изобретения - повышение помехозащищенности и точности | измерения. Поставленная цель достигается тем, что в термоанемометре содержащем приемник тепла в виде ртутного термоконтактора с контактами на два фиксированных значения температуры, а также нагреватель, управляекмй источник питания нагревателя, изме- , ритель временного интервала и узлы управления источником питания и измерителем временного интервала,узел управления источником питания содержит инвертор и триггер с раздельным запуском, при этом один вход триггера соединен черезинвертор с контактом термоконтактора на-низшую температуру, а второй вход триггера соединен с контактом термоконтактора на высшую температуру непосредственно, выход триггера соединен с управляемым источником питания и с узлом управления измерителя временного интервала, который содержит два инвертора и два логических элемента И, при этом один вход первого элемента И соединен через инвертор с контактором на высшую температуру, $1 второй вход этого элемента И соединен с контактом на низшую температуру непосредственно, и первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента И, а второй вход второго элемента И соединен через инвертор с выходом триггера узла управления источником питания.

На чертеже приведена электрическая схема термоанемометра.

Термоанемометр содержит ртутный термоконтактор 1 с контактом 2 на низшую температуру и контактом 3 на высшую температуру. Контакт 4 служит для подключения источника 5, необходимого для. подачи управлякмцего напряжения в узел управления 6, измерителя временного интервала 7 и в узел управления 8 регулируемого источника питания 9. На термоконтакторе 1 размещен нагреватель 10, через который может протекать ток от источника 11. Узел управления 8 содержит триггер с раздельным запуском 12 и инвертор 13. Один вход триггера 12 через инвертор 13 соединяется с контактом 2, а другой вход - с контактом 3 непосредственно. Узел управления 6, соединенный с измерителем временного интервала 7, выполнен на инверторах 14 и 15, а также на элементах 16 и 17, каждый из которых реализует логическую функцию И. Один вход элемента 16 соединен через инвертор 14 с контактом 3, а второй вход этого элемента соединен с контактом 2 непосредственно. Выход элемента 16 соединен со входом элемента 17, второй вход которого через инвертор 15 соединен с выходом триггера 12. Выход этого триггера кроме того-, соединен с ключом 18, который входит в состав управляемого источника питания; 9 и который коммутирует ток через нагреватель 10.

Термоанемометр работает следующим образом.

В начальный момент триггер 12 находится в состоянии, при котором на его выходе имеется напряжение, разрешающее ключу 18 пропускать ток от источника 11 к нагревателю 10 и запрещающее работать измерителю временного интервала 7. Ртуть поднимается в канале термоконтактора и достигает контакта 2. В этот момент на нем появляется напряжение, которое однако не изменяет состояния триггера 12. Поэтому ртуть, продолжая двигаться далее, достигает контакта 3. Появление напряжения на контакте 3 заставляет триггер 12 изменить свое состояние, в результате чего ключ 18 прерывает ток через нагреватель. На одном из входов логического элемента 17 появляется разрешающее напряжение однако сигнал на включение измерителя временного интервала может появиться только после исчезновения напряжения на контакте 3. Такое положение создается после того, как ртутный столбик из-за тепловой инерции несколько пройдет за контакт 3 и затем начнет опускаться. Когда ртуть отойдет от контакта 3, то на выходе элемента 16 появляется напряжение, которое совместно с напряжением на выходе инвертора 15 дает разрешение на включение измерителя 7. Поток жидкости охлаждает термоконтактор и ртутный столбик, движется от контакта 3 к контакту 2. В момент, когда ртуть перестает контактировать с контактом 2, исчезновение напряжения на этом контакте снимает напряжение на выходе логического элемента 17. Измеритель 7 прекращает счет времени. Отсутствие напряжения на контакте 2 превращается на выходе инвертора 13 в сигнал, который перекидывает триггер 12 в исходное состояние. Ключ 18 открывается, ток от источника питания 11 течет через нагреватель 10, ртуть начинает двигаться от контакта 2 к контакту 3 и цикл измерения повторяется.

При использовании данного термоанемометра на точность измерения не влияют ни род электрического тока через нагреватель, ни быстродействие ключа. Цифровой принцип обработки достаточно мощных сигналов, поступающих в схему от термоконтактора,обеспечивает высокую помехозащищенность термоанемометра в целом.

Формула изобретения

Термоанемометр, содержащий приемник тепла в виде ртутного термоконтактора с контактами на два фиксированных значения темпер,.уры, нагреватель, управляемый источник питания нагревателя, измеритель временного интервала и узлы управления источником питания и измерителем временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышений помехозащищенности и точности измерения узел управления источником питания содержит инвертор и триггер с разд дельным запуском, при этом один вход триггера соединен через инвертор с контактом термоконтактора на низшую температуру, а второй вход триггера соединен с контактом термоконтактора на высшую температуру непосредственно, выход триггера соединен с управляемым источником питания и с узлом управления измерителя временного интервала, который содержит два инвертора и два логических элемента этом один вход первого элемента И соединен через инвертор с контактом на высшую температуру, а второй вход этого элемента И соединен непосредственно с контактом на низ5 iiiyKi температуру, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента И,а второй вход второго элемента И соединен через инвертор с выходом триггера узла управления источником питания. Источники информации V принятые во внимание при экспертизе

1. Коротков П.А. Тепловые расходомеры. Л., Машиностроение, 1969.

2.Kiethasa I . at a1. The oscillatory апетоте±е/, Fluid Dinamip Heas. Ind. and med. Environ Prac. Disa Conf 1972 voKl, Le i cester , 1 972 )