Преобразователь расхода Советский патент 1981 года по МПК G01F1/64 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения расхода газов.

Известны устройства для измерения расхода газов, основанные на зависимости между скоростью газового потока и интенсивностью теплоотдачи нагретого тела, помещенного в поток .

Из известных устройств для измерения расхода газов наиболее близким является устройствоi содержащеетвердоэлектролитную ячейку с электродами, нагреватель и измеритель ЭДС, характеризующей величину расхода контролируемого потока 2 J.

Известное устройство может быть использовано только дпя измерения расходов чистых инертных газов и их смесей, азота и углекислово газа, так как в контролируемом потоке газа должно быть достаточно малое содержание кислорода или веществ, взаимодействующих с кислородом.

Это связано с тем, что присутствие кислорода ведет к .неконтролируемому завьшению концентрации кислорода, а присутствие горючих веществ ведет к неконтролируемому снижению концентрации кислорода, что в итоге приводит к снижению точности измерения расхода.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

10

Это достигается тем, что в преобразователе расхода, содержащем твердоэлектролитную ячейку с электродами, нагреватель и измеритель ЭДС, характеризующей величину расхода, электроды твердоэлектролитной ячейки расположены последовательно по потоку, а нагреватель выполнен в виде двух секций, одна из которых с постоянным нагревом расположена

20 в области первого по потоку электрода, а другая секция с регулируеNfijM нагревом - в области второго по потоку электрода. На чертеже схематически изображен описываемый преобразователь расхода , Преобразователь расхода содержит твердоэлектролитную ячейку 1, выполненную, например, в виде трубки, Bg вну енней полости которой нанесены, например, путем вжигания металлические электроды 2 и 3, расположенные последовательно по потоку. Твердоэлектролитная ячейка 4 снабжена нагревателем 5, состоящим из двух секций (спиралей. С помощью нагревателя создается температура твердого электролита 600-800°С, при которой достигается подвижность ионо кислорода в твердом электролите. -Сек ция нагревателя 6 подключена к регулируемому источнику стабилизированного напряжения 7. По показанию термочувствительного элемента 8 с помощью источника стабилизированного нап ряжения 7 устанавливается требуемая температура на электроде, например 760°С. Нагревательная секция 5 и термочу ствительный элемент 9, установленный у электрода 3, подключены к регулято ру температуры 10, с помощью которого поддерживается постоянная темпебоо ратура на электроде 3, например Для измерения ЭДС, возникающей на электрбдах и характеризующей величин расхода потока, используется измеритель ЭДС 11. Устройство работает следующим образом. Поток контролируемого газа роступает к первому по ходу потока электроду 2 и охлаждает его до температур Trt. Второй по ходу потока электрод 3 расположен на некотором расстоянии от электрода 2, причем известными способами в области электрода 3 поддержива тся постоянная температура Ti . Постоянство температуры в области второго по ходу потока электрода является необходимым условием работы описываемого устройства, т.е. этот электрод должен находиться при постоянной температуре и под постоянным потенциалом. При этом условии ЭДС твердоэлектролитной ячейки, контролируемая измерителем ЭДС 4, будет зависеть только от изменения темпера туры первого по коду потока электрода Е К, 24 де ОС- коэффициент термоэдс, зависящий от материала электролита и электродов; константа для конкретного устройства. Температура первого по ходу потоа электрода Т зависит от скорости онтролируемой среды и конструктивых особенностей твердоэлектролитной чейки (Qb. где Q - расход контролируемого потока, т.е. ЭДС твердоэлектролитной ячейки является функцией материалов электродов и электролита, конструктивных особенностей твердоэлектролитной ячейки и расхода контролируемого потока газа. Учитывая, что вклад конструктивных особенностей и материалов составных частей ячейки постоянен для конкретного устройства, ЭДС твердоэлектролитной ячейки будет функцией только расхода контролируемого потока газа. Е f (Q) +К, где К/ - постоянный коэффициент. Использование описываемого преобразователя расхода позволит существенно расширить область применения, так как определяется расход практически любых газов и газовых смесей. Формула изобретения Преобразователь расхода, содержащий твердоэлектролитную ячейку с электродами, на,греватель и измеритель ЭДС, характеризующей величину отличающийся расхода, тем, что, с целью расширения области применения, электроды твердоэлектролитной ячейки расположены последовательно по потоку, а нагреватель выполнен -в виде двух секций, одна из которых, с постоянным нагревом, расположена в области первого по потоку электрода, а другая секция, с регулируемым нагревом, - в области второго по потоку электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.КОРОТКОЕ П.А. Тейловые расходомеры. М.,Машиностроение , 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 488069, кл. G 01 F 1/64, 1972 (прототип).

f

/ J