Тепловой расходомер

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИН 19) (11) 0 Р 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 18" 4. Бюл, 9 30енский, Б,В.РогачЕ.В.Дмитриев и Вотип) ОВОЙ РАСХОДОМЕР, содероляционный корпус иопускания газа с рас(54) (57) Т жащий тепл трубку для ас ГОСУДа СтвЕННцй КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(53) 681,121 (56) 1. Авто 9 497477, кл2. Патент кл. 73"202,положенными на ией нагревателем и двумя терморезисторами, располоаеннымипо обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую схему, два другихплеча которой образованы постояннымирезисторами, о т л и ч а ю 1 и й с ятем, что, с целью повьпаения точностиза счет линеаризации ,градуировочнойхарактеристики, он содержит измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ мостовой схемы, и источник тона, вход которогочерез переменный резистор соединенс выходом измерительного усилителя,а выход - с нагревателем, 11083317 напряжения и источником 10 тока. Проходящие токи разогревают нагреватель до температуры на 60-70 С больше температуры среды и термосопротивления до температуры на 20-30 С больше температуры среды. При отсутствии расхода газа температуры первого и второго терморезисторов одинаковы.Мост сбалансирован, и входной сигнал с измерительного усилителя 8 павен нулю, Когда появляется поток газа, то первый терморезистор 3 охлаждается газом, а второй термореэистор4 нагревается газом, так как на него поступает газ, нагретый в области нагревателл 5, Изменение температуры Иэ обретени е от носит с я к и э мере ниюрасхода газа, преимущественно дляизмерения технологических газов воборудовании для производства иэделий электронной техники.Известен тепловой расходомер газа, 5содержащий теплоиэоляционный корпус,трубку для пропускания измеряемогопотока газа и расположенные на нейтерморезисторы и нагреватели, включенные в измерительную схему 1310Недостатком этого расходомера является нелинейность градуировочныххарактеристик,Наиболее близким к изобретениюявляется тепловой расходомер газа, 5содержащий теплоиэоляционный корпуси трубку для пропускания газа с расПоложенными на ней нагревателями идвумя терморезисторами, расположенны.ми на трубке по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовуюсхему, два других плеча которой образованы постоянными резисторами. Питание мостовой схемы нагревателя осуществляется от источников напряжения Е 23.Такой расходомер имеет нелинейнуюградуировочную характеристику, Нелинейность градуировочных характеристик известного расходомера объясняется тем, что при увеличении расхода газа происходит снижение температуры терморезисторов и нагревателя, что приводит к уменьшению чувствительности расходомера и, следовательно, к искривлению градуировочной характеристики. Второй причинойнелинейности градуировочных характеристик является нелинейное распределение потока через байпасный канали трубку с обмотками расходомера. 4 ОЦелью изобретения является повышение точности за счет линеаризацииградуировочной характеристики.Поставленная цель достигается тем,что расходомер, содержащий теплоизоля 45ционный корпус и трубку для пропускания газа с расположенными на ней нагревателем и двумя термореэисторами,расположенными на трубке по обе стороны от нагревателя и включенными в мостовую схему, два другихплеча которой образованы постоянными резисторами, содержит такжеизмерительный усилитель, включенныйв измерительную диагональ мостовойсхемы, и источник тока, вход которого через переменный резистор соединен с выходом измерительного усилителя, а выход - с нагревателем,На фиг. 1 представлены градуироночные характеристики расходомера при 60различных значениях температуры перегрева; на фиг, 2 - расходомер, общий вид.Как показали исследования, градуировочные характеристики тепловых рас ходомеров зависят от начальной температуры перегрева терморезисторов инагревателя относительно окружающейсреды при отсутствии расхода газа(Ь Т) . Температура перегрева определ яется подводимой и отбираемой от терморезисторов и нагревателя мощностью. Подводимая мощность прямо пропорциональна квадрату тока через нагреватель. Отбираемая мощность определяется величиной расхода газа, В результате этого градуировочные характеристики расходомера при постоянном токечерез нагреватель описываются функциями вида у = К 7 х. Если увеличиватьток через нагреватель пропорционально увеличению расхода газа, то рабочая точка расходомера будет переходить с одного значения а Т до другого аТ и йТз (фиг. 1), что приведет к линеаризации градуировочной характеристики. Выбор материала нагревателя мало зависящим от температуры(ТКС - 0,0001 1/град, например, нихром) обеспечивает квадратичную,а не кубическую зависимость выделяемой на нагревателе мощности от протекающего через него тока,Расходомер (фиг. 2) состоит иэ теплоизоляционного корпуса 1, внутри которого находится трубка 2 для пропускания газа, на которой расположены первый 3 и второй 4 термореэисторы и нагреватель 5, Терморезисторы 3 и 4 образуют два плеча мостовой схемы, двумя другими плечами которой являются постоянные резисторы 6. Мос товая схема питается от источника 7 напряжения. Измерительная диагональ мостовой схемы подключена к входам измерительного усилителя 8, выход которого через переменный резистор 9подключен к входам источника 10 тока, управляемого напряжением с измерительного усилителя. К выходу источника 10 тока подключен нагреватель 5. Расходомер работает следующим образом,При отсутствии расхода газа через терморезисторы 3 и 4 и нагреватель 5 проходят токи, задаваемые источникомЗаказ 5852/29 Тираж 610 Подписное ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, .осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 терморезисторов 3 и 4 приводит к изменению величины их сопротивлений,вызывающей разбаланс мостовой схемыи приводит к появлению выходного сигнала на выходе измерительного усилителя 8. Если бы движок резистора 9 Энаходился точно посередине, то выход.ной ток источника 10 тока не изменялся бы и происходило бы снижение температуры нагревателя, приводящее кнелинейности градуировочной характеристики. Но положение движка резистора 9 выбирается при градуировкерасходомера таким, что увеличение выходного напряжения измерительногоусилителя 8 вызывает увеличение токанагревателя, что компенсирует отбираемую газом мощность от нагревателяи нелинейность деления потока газа,если через расходомер пропускаетсялишь часть общего потока, и тем самым линеариэует градуировочную характеристику. Таким образом, выходнойсигнал измерительного усилителя 8увеличивается линейно с увеличениемрасхода газа. Линеариэация градуировочной характеристики позволяет упростить и сделать более удобной эксплуатацию р".сходомеров для расходов от 0 до 3 л/г. Для измерения больших расходов применяются байпасы. Нелинейность расходомеров не более 2.