Способ динамической тарировки термоанемометра

/12 С О 1 Р 21 О ГОСУД АРСТ 8 ЕННЬЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИИ Я ВУ(21) 3772297/2 (22) 16,07.84 (46) 07,08,86, (72) А,К,Мирон шит ом 1 соэ ковой волны вле дят изм ния Кермоанемиборы дл7, В 1,нкусти 67 ке.68. и др. О теристики плоской СО АН СС НАМИЧЕСКОЙределение термоанем вуковой Р, 1970, ТАРИРОВКИ измерименье относится и позволяе ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТ Бюл. В 29ов, Ю.С.Мнацаки Н.И.Селин(56) Фейролл и др. Частотныетеристики проволочных трических датчиков. - Пручных исследований, 197 Справочник по технической М.: Судостроение, 1980, Глазунов В,Н частотной харак метра с помощью .,волны. Известия (54) СПОСОБ ДИ ТЕРМОАНЕМОМЕТР (57) Изобретен тельной техник 49465 А 1 огрешность тарировки термоанеа, Для этого в импеданс-трубеают условия для отражения звуволны и возбуждения стоячейпутем перемещения датчикаия по импеданс-трубе 1 нахолы и пучности стоячей волны,ют амплитуду звукового давлеэтих точках и их расстояние от плоскости отражения волны, помещают в один из узлов давления датчик3 термоанемометра 4, а амплитудупульсации определяют по формуле.Сигналы от датчика 3 термоанемометра 4, измерительного микрофона 5 икоординатно-перемещающего устройства 9 через аналого-цифровые преобразователи 10-12 поступают наЭВМ 13, которая вычисляет акустический импеданс, амплитуду пульсациискорости и производит построениетарировочной характеристики. 2 ил,Изобретение относится к измери-.тельной технике, в частности к спо,собам тарировки термоанемометров,Цельюизобретения являетсяуменьшение погрешностей тарировкитермоанемометров,Сущность предлагаемого способазаключается в следующем.Из акустики известно, что в стоячей волне между колебаниями скорости и давления газа существует следующая связь: где Ч - амплитуда пульсаций скорости газа;Р - амплитуда пульсаций давления газа,7 - безразмерный акустическийимпеданс,Р - плотность газа,С - скорость звука.Таким образом, измеряя амплитуду звукового давления и акустический импеданс, который определяется граничным условием, можно определить амплитуду пульсаций скорости газа. Безразмерный акустический импеданс характеризует собой потери акустической энергии в трубе. Вследствие того, что датчик термоанемометра имеет одинаковую чувствительность как к колебаниям скорости, так и к колебаниям плотности газа, величина которых определяется амплитудой колебаний давления, датчик давления и датчик термоанемометра, при тарировке помещают в узел колебаний давления, где колебания плотности пренебрежительно малы, а амплитуда скорости максимальна. Предварительно в этой точке рассчитывают акустический импеданс. Изменяя амплитуду звукового давления и пользуясь тем, что акустический импеданс при граничном условии в виде закрытого конца практически не зависит от амплитуды звукового давления, получа 3 от различную амплитуду пульсаций скорости газа и, измеряя амплитуду пульсаций напряжения на выходе термоанемометра, строят тарировочную характеристику. Длина трубы, применяемой для динамической тарировки, определяется минимальной частотой, на которой предполагается проводить тарировку: 5 10 15 3) 25 30 35 40 45 50 55 СГ ) -- , где С - скорость звука;ннн 2 Гмнн Г - минимальное значение частотыминтарировки - условие, согласно которому по длине трубы укгадываетсяне менее половины длины волны О /2)Диаметр трубы определяется максимальной частотой, на которой предполагается вести тарировку: д (1 84 Г- где д - максимальныйф ма смаксдиаметр трубы, при котором в трубераспространяются плоские звуковыеволны,На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 - график распределенияамплитуд коЛебаний звукового давления (кривая 1) и пульсаций скорости(кривая 2) по длине трубы,Схема состоит из импеданс-трубы1 с граничным условием в. виде закрытого конца 2, вдоль оси трубы синхронно перемещаются датчик 3 термоанемометра 4 и измерительный микрофон 5, громкоговорителя 6, усилителя 7 мощности, генератора 8, координатно-перемещающего устройства 9,аналого-цифровых преобразователей10-12 и ЭВМ 13.Устройство, реализующее предлагаГемый спосоо, работает следующим обраэбм. Через трубу 1 организуют проток газа с заданным расходом от внешнего источника сжатого газа, затем с помощью громкоговорителя 6 создают колебания давления в виде стоячих волн (фиг. 2, кривая 1), причем на закрытом конце 2 трубы 1 имеет место пуч" ность звукового давления и узел колебаний скорости (фиг. 2, кривая 2), а на расстоянии четверти длины волны (, /4) от закрытого конца 2 узел колебайий давления и пучность колебаний скорости Датчик 3 термоанемометра 4 синхронно с измерительным микрофоном 5 перемещают от закрытого конца трубы в узел колебаний давления, фиксируя с помощью измерительного микрофона 5 амплитуду звукового давления в пучности. Координаты узла звукового давления определяются с помощью координатно-перемещающего устройства 9, Сигналы от датчика 3 термоанемометра 4, измерительного микрофона 5 и координатно-перемещающего устройства 9 черезЯР;Од/Югам,Составитель С.ДукорактоР А.ШандоР ТехРед И,Вонкало Корректор окосо Подпис митета СС открытииая наб. 4/ нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Произв 3 12 аналого-цифровые преобразователи поступают на ЭВМ 13, которая производит вычисление акустического импе- данса, амплитуды пульсаций скорости и построение тарировочной характеристики. Формула изобретения Способ динамической тарировки . термоанемометра, заключающийся в том, что датчик термоанемометра помещают в импеданс-трубу, через которую осуществляют проток газа с заданной скоростью, затем возбуждают колебания звуковой волны, измеряют с помощью датчика давления амплитуду пульсаю(ий давления газа, а также амплитуду пульсаций выходного сигнала термоанемометра и определяют амплитуду пульсаций скорости газа расчетным путем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешЗаказ 4321/47 . Тираж 778 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш494 б 5 4ностей тариравки, в импеданс-трубесоздают условия для отражения звуковой волны и возбуждения стоячейволны и путем перемещения датчикадавления по трубе находят узлы ипучности стоячей волны, измеряют амплитуду звукового давления в этихточках и их расстояние от плоскостиотражения волны, помещают в один из 1 О узлов давления датчик термоанемометра, а амплитуду пульсаций скоростигаза определяют по формуле РЧ1РС 2где Ч -амплитуда пульсаций скоростигаза;Р -амплитуда пульсаций давлениягаза;2 -безразмерный акустический импеданс;Р -плотность газа;С -скорость звука.