Датчик параметров пламени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1 б 3847 ЕСПУБЛИК 4 5) 5 Р ИЕ ИЗОБРЕТЕН И К АВТО ОМУ СВИ ЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1.(71) Казанский авиационный институт им. А.Н,Туполева(56) Авторское свидетельство СССР Я 559319, кл. Н 01 Р 5(18, 1975,Авторское, свидетельство СССР М 1408160, кл. Р 23 М 5(24, 1987.(54) ДАТЧИК ПАРАМЕТРОВ ПЛАМЕНИ .(57) Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет уменьшить в несколько раз габариты датчика диэлектрической проницаемости пламени при сохранении его точностных характеристик, Датчик представляет собой отрезок меандровой несимметричной полосковой линии (Н ПЛ), утопленной в стенку камеры сгорания заподлицо с ее внутренней поверхностью. Между соседними параллельными участками меандровой НПЛ размещены дополнительные отрезки НПЛ, разомкнутые на одном конце, нагруженные на согласованную нагрузку на другом конце и обеспечивающие взаимное электромагнитное экранирование соседних участков, Расстояние 3 между соседними участками составляет 0,5 - 1 ширины полоска, а ширина ч полоска дополнительных отрезков удовлетворяет условиям ч = (0,1 - 0,3)5 и ч3-(3 - 4)Х, где Х - максимальный для данной камеры размер частиц сажи. 2 ил,20 30 35 40 45 50 Изобретение относится ктеплоэнергетике и может быть использовано для контроля газожидкостных потоков в химической промь 1 шленности,Цель изобретения - повышение компактности.Нэ фиг,1 представлена электрическая схема датчика; на фиг.2 - сечение датчика в пределах двух соседних участков,Датчик содержит несколько участков 1 несимметричной полосковой линии в виде меандра, подключенных к электрическим выводам 2;и дополнительные отрезки 3 несимтиетричной полосковой линии, разомкнуть 1 е на одном конце, нагруженные на согласованную нагрузку 4 на другом и размещенные. между соседними участками меандра,Полосковая линия утоплена в подложке 5 (фиг.2), которая отделяется от стенки 6 камеры сгорания экраном 7. И( - ширина полосковой линии меандрэ; Б - расстояние между двумя полосками меандра; ч - ширина дополнительного отрезка несимметричной полосковой линии; Р - расстояние между дополнительным отрезком и полоском меандра.Датчик работает следующим образом.Измеритель (не показан), подключенный к выводам 2 датчика, возбуждает в нем бегущую или стояночную волну. Изменение диэлектрической проницаемости пламени,обусловленное изменением режима горения, приводит к изменению волнового сопротивления полосковой линии и комплексного сопротивления датчика между выводами 2, в частности, меняется фазовая задержка Лр, Изменение указанных параметров (чаще одного из них) регистрируется измерителем.Одновременно возбуждается дополнительный отрезок 3, причем в нем существует только бегущая волна, поглощаемая согласованной нагрузкой 4, Вследствие этого электромагнитное поле между соседними участками изменяет свою структуру, так что степень взаимного влияния соседних участков друг на друга ослабляется. Благодаря этому расстояние между участками меандра, а вместе с этим и полный поперечный размер датчика могут быть значительно уменьшены при сохранении злектродинамических свойств.Размеры элементов должны удовлетворять противоречивой совокупноститребований и ограниченийА = МЮ+(М)Б+ ЮМ+(й)Я/И) -+ ппп,где А - ширина датчика;й - число участков меэндра. При этом имеют место сохранение электрических и точностных характеристик в условиях агрессивных воздействий, включаязагрязнение поверхности датчика частицами электропроводной сажи; малые потериво вспомогательнь 1 х ( экранирующих ) отрезках; технологичность изготовления,Исходя из этих требований, соотношения размеров датчика Я и ч устанавливают,из условий заданности размера Ю, И.Х-максимальный размер частицы сажи,Размер 3, Из формулы11 гпА = ЮМт,е, при ЯфЯ сокращение Я малоэффективно, Пример. й = 4, Я = 5 И/; И/; 0,2 И/,имеем А.= 19 ЧЧ; 7 И/; 4,6 Ю соответственно.При Ь,Ю уменьшение Я в пять раз приводитк уменьшению А только в 1,5 раза при одно-временном возрастании связи между соседними участками в 6-10 раз (эксперимент).Отсюда Я = (0,51)И/,Размеры ч и Р (фиг.2). Ширина ч дополнительного отрезка мало сказывается нэ степени экранирования соседних участков. Здесь действуют следующие факторы; при загрязнении поверхности датчика сажистыми частицами частица размером Х.Р можетобразовывать резистивную перемычку между соседними участками, Частица сажи вносит неоднородность в полосковую линию дополнительного отрезка, ухудшая его экранирующие свойства, эффект меньше при Хфч. Выполнению неравенства Хэ Р и связанного с этим уменьшения ч поскольку ч = ЯР) препятствует рост волнового сопротивленияр = ЗООМе (1 + чlЬ),где я - диэлектрическая проницаемостьпламени,а вместе с ним и потерь в соглассованныхнагрузках г= рР- 1 Р,2где - ток, наводимый во вспомогательном отрезке. По мере сужения полоска растет зависимость его волнового сопротивления, а следовательно, зкранирующих свойств, от я, Сужение чИ/ связано с технологическими трудностями: узкий полосок сложнее сделать с однородными по длине свойствами. Узкий полосок больше подвержен влиянию эрозии в агрессивной среде.Таким образом, с точки зрения повышения компактности датчика, а также учета фактора а, вспомогательный полосок следует делать более узким, с точки зрения остальных факторов - широким.1638477 Дополнительный эффект состоит в возможности размещения датчиков в малогаСоставитель И. АксеноТехред М,Моргентал ректор М, Максимиши актор Заказ 917 Тираж 356 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ород, ул. Гагарина, 101 ский комбинат "Патент" Производственно-и По совокупности пять последних факторов менее существенны, пока размеры Я, ч и Р одного порядка,Отсюда следуют два условия для выбора размеров ч и Рч = (0,1.0,3)Я,Р = (1,5,2)Хили чсдп - (34)Х.Пример реализации, Датчик выполнен на поликоровой подложке ( я = 9,39,7) со следующими размерами. Подложка 40 х 40 Ю = 0,8; Я = 0,6; ч = 0.1, толщина подложки 1 мм. Волновое сопротивление основной линии 50 Ом; вспомогательного участка 90 Ом, Общая длина основной линии датчика 1 = 945(М = 27). Развязка между соседними участками 25 дб (беэ впомогательного полоска 11 дб), При той же развязке, но без экранировки необходим размер подложки 40 х 125, выигрыш в площади датчика (в компактности) составляет 3 раза,баритных газоводах, а также стандартных штуцерах.Формула изобретения Датчик параметров пламени в камере 5 сгорания сажистого топлива, содержащийнесимметричную полосковую лини;о, утопленную в стенку камеры и соединенную с электрическими выводами, проходящими через отверстия в стенке камеры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениякомпактности, он снабжен дополнительными отрезками несимметричной полосковой линии, разомкнутыми на одном конце и нагруженными на согласованную нагрузку на 15 другом, а основная полосковая линия выполнена меандровой, причем дополнительные отрезки размещены между участками меандра, расстояние Я между соседними участками меандра лежит в пределах 20, 0,5 - 1,0 ширины полоска меандра, а ширина м дополнительных отрезков удовлетворяет условиям ч =(0,1-0,3)5 и н,5-(3-4) Х, где Х - максимальный размер частиц сажи,