Устройство для измерения температуры газового потока Советский патент 1982 года по МПК G01K13/02 

I

Изобретение относится к/термомет рии, а именно к измерению мгновенных температур неиэотермического турбулентного газового потока.

Известно устройство для измерения температуры газового потока, содержащее трубку и измерительный элемент О),

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измерен ния нестационарной температуры изза погрешности, обусловленной инерционностью измерительного элемента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры газового потока, содержащее трубку полного напора и измерительные элементы 2.

Однако известное устройство не , обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, обусловленной инерционностью измерительных

элементов и зависимостью от молекуг лярной массы и теплоемкости измеряемого газа.

Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенных значений температуры турбулентного потока, для чего в устройство введены дёмпфирующие элементы и щехювой дрос-. г; сель, укрепленный на трубке полного напора и соединенный Дополнительной трубкой демпфирующим и измерительным элементами, второй демпфирующий элемент установлен на трубке полно-. го напора, которая выполнена равно го диаметра с дополнительной трубкой а измерительные элементы выполнены в виде высокочувствительных датчиков давления, причем соотношение площадей канала дополнительной трубки и щелево го дросселя выбирается в пределах 10-15.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. 39 Устройство содержит трубку 1 полНОГ9 напора, демпфирующий элемент 2увысокрчувствительный датчик 3 давн ления, дроссель k, дополнительную трубку, демпфирующий элемент 6, высокочувствительный датчик 7 давления Устройство работает следующим образом. При погружении в нейзотермический поток трубка 1 воспринимает пульсации полного напора или пульсации динамического напора при отсутствии градиентов давления. Неэлектрический сигнад в датчике 3 преобразуется в Электрический и фиксируется на вторичном приборе, например осциллографе. Кривая, зафиксировавшая пульсации напора, содержит всю необходимую информацию о параметрах течения, так как пульсации могут быть вызваны не только пульсациями скорости, но и пульсациями плотности, следовательно и температуры. Для выделения влияния плотности служит щелевой дроссель Ц и трубка 5 с датчиком 7 давления. Если трубки 1 и 5 имеют одинаковые характеристики, записанные на осциллографе с помощью датчиков 3 и 7, кривые пульсаций напора будут иметь одинаковый характер , совпадать по фазе, но будут численно разные. Эта разница в измеренных мгновенных значениях пульсаций напора представляет собой потери энергии при пульсационном движении через дроссель. Величина этих потерь определяется не только гидродинамическими условиями, но и физическими свойствами среды плотностью и вязкостью jt4,. Так датчик 3 воспринимает величину пульсаций полного напора, состоящих из ряда слагаемых tPnoftM) , а датчик 7 воспринимает давление несколько отличное от показаний датчика 3 PnoAHb PcT MiHli+ P,

РСТ

статическое давление; П

осредненный ркоростной

напор;

Н

пульсационная составляю

щая скоростного напора,

принимаемая датчиком 3;

Для изготовления трубок 1 и 5 используются инъекционные иглы диаметром 1 мм или 1,2 мм. Длина трубок

подбирается экспериментально таким образом, чтобы собственные акустические частоты систем трубка 1 - датчик Н - пульсационная составляющая скоростного напора, фиксируемая датчиком 7. Давление Н в дроссельном пространстве зависит от параметра как дроссель t расположен под углом 90 к вектору скорости, то пульсации давления в трубке 5 будут определяться только величиной некоторого напора, вызываемой пульсацией полного напора. При этом датчик 7 регистрирует пульсации, величина которых составляетгде а - коэффициент трубки. Если потери энергии при пульсационном течении среды через дроссель отнести к величине Hj , то из баланса энергии с учетом температурных зависимостей р и ju получим связь между пульсационными параметрами системы и закономерность, связывающую мгновенную температуру потока с величиной пульсации полного напора. . где , lfl - физические параметры среды, отнесенные к начальной температуре Те, при которой производилась тарировка устройства; Н- величина пульсации скоростного напора, снимаемая с осциллограммы датчика 3; - - коэффициент гидравлического сопротивления щелевого дросселя определяемый по Кривым записи пульсаций г датчиками 3 и 7. Для того, чтобы разность давлений Н и .Н,, была достаточной, соотношение площадей поперечного сечения трубки и дросселя выбирается в пределах тр/€т 10-15. 3 и трубки 5 - датчик 7.были идентичны. Измерение температуры газового пртока предлагаемым устройством показало, что оно обладает повышенной точностью по сравнению с-известным, что позволит повысить качество конт роля ряда технологических процессов. Формула изобретения 1. Устройство для измерения темпе ратуры газового потока, содержащее трубку полного напора и измерительны элементы, отличающееся тен, что, с целью повышения точности измерения мгновенный значений темпе ратур турбулентного потока, в устройство введены демпфирующие элементы и щелевой дроссель,-укрепленный на трубке полного напора и соединенный Э 0 дополнительной трубкой с демпфирующим и измерительным элементами, второй демпфирующий элемент установлен на трубке полного напора, которая изготовлена равного диаметра с дополнительной трубкой, а измерительные элементы выполнены в виде высокочувствительных датчиков давления. 2. Устройство по П.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, соотношение,площадей канала дополнительной трубки и щелевого дросселя выбирается в предалах. 10-15. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 82647, кл. G 01 К 13/02, 04.03.49. 2.Фристом P.M. и др. Структура пламени. М., Металлургия, 1969, с.154 (прототип).