Датчик количества воздуха

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ". Зависимое от авт. св детельства-л. 42 е 23/501231326/18-10) Заявлено 18,1 Ч.1968 присоединением заявки-Комитет по деламиэобретений и открытиори Совете Министров К С 011 Прио,р ет -УДК 681.121,89 (088 Бюллетеньп бликован описания 7 Ч 111.1970 убликованизин и Л. Б. Архангельский Институт автоматики Заявитель ДАТЧИК КОЛИЧЕС ОЗДУ Изооретение относится к области прибооостроения и предназначено для измерения количества воздуха, проходящего в подземных выработках угольных шахт, и выдачи информации в виде электрического сигнала в систему телеизмерения рудничной атмосферы.В настояц 1 ее время измерение расхода воздуха в шахтных выработках производится периодически с помощью крьтльчатых анемометров.Известны опытные образцы крыльчатых анемометров с электрическим выходом и термоанемометрические датчики с проволочными или полупроводниковыми приемными элементами, предназначаемые для работы в системе телеизмерения рудничной атмосферы,Основным недостатком указанных датчи. ков является ненадежность работы в течение длительного времени, особенно на исходящих струях выемочных участков, так как отложения угольной пыли и влаги, содержащиеся в вентиляционном воздухе, на движущихся деталях анемометров и поверхности чувствительных элементов термоанемометров, приводят к резкому уменьшению точности показаний и отказу датчиков в работе,Известны также устройства для измерения скорости газа, содержащие приемник динамического давления в виде напорной трубки, показывающий прибор, пневмоэлектрический преобразователь и источники питания воздухом и электроэнергией.Существующие образцы таких устройствнепригодны для измерения расхода воздуха 5 в подземных выработках угольных шахт, таккак скоростные напоры вентиляционных потоков очень малы. В рабочем диапазоне скоростей они составляют всего десятые и тысячные доли лл. вод. ст,1 О Цель настоящего изобретения - иззтереииемалых значений скорости потока п исключение влияния посторонни.; частиц и влаги па результаты измерений.Это достигаегся тем, гго приемный эле мент датчика выполнен в виде струйного уси-лителя с обратной связью, содержащего сопло питания, из которого с определенной с оростью под углом к направленшо движенич потока истекает струя чистого воздуха, и 20 приемный канал, воспрштимающий давлеш,;этой струи, располагаемый в контролируемом потоке таким образом, что в рабочем диапазоне скоростей потока отклонение струи под воздействием гидродинамического усилия 25 потока приводит к увеличеншо избыточиог.давления (над статическим давлением) в приемном канале, которое является выходным сигналом приемника датчика. Струя чистого воздуха, обтекая вход в приемный ка зо нал, надежно защищает его от попадания посторонних частиц, содержац 1 цхся в вентиляционном воздухе Коэффициент усиления приемного элемента по давленио обеспечим.ет получение выходного давления достаточного уровня для дальнейшего преобразования 5 в электрический сцгнал и перемещения стрелки показываощего прибора, Обратная связь в приемном элементе обеспечивает измерение скорости потока в требуемом диапазоне скоростей от 0,4 до 8,0 ц/сек и позволяет попу- о чить лшейную зависимость выходного давления от скорости контролируемого потока, Кццематическая схема датчика позволяет путем изменения передаточного числа вводить в показания прибора коррекцию по площади се чецця выработки и коэффициенту ноля скоозстей.Конструкция предлагаемого устройства показана на чертеже.Сопло 1 питания, приемный канал 2 ц канал 3 обратной связи образуют приемный элемент датчика.Система питания сжатым воздухом состоцгиз электромагнитного вибратора 4, мембранной помпы 5 ц емкости 6, Ротор 7 вибратора 25 шарнирно соединен со штоком 8 помпыСопло питания импульсной трубкой 9 соединено с емкостью 6, а приемный канал 2 через импульсную трубку 1 О, Л-дроссель 11 с мембранной коробкой 12, Л-дроссель 11 ц ем- о кость мембранной коробки образуют инерционное звено. Мембранная коробка 12 укреплена на консольной пластине 13, которая одним концом соединена с корпусом датчика, а другим опирается ца юстировочный винт (нз чертеже не показан). Жесткий центр мембранной коробки снабжен упором 14, который шарнирно соединен с кулисой 15. Кине матический меанизм датчика состоит цз кулисы 15 с камнем 16, рычага 17 с ведущим о поводком, оси 18 с ведомым поводком 19, сектора 20, триба 21, стрелки и шкалы. На конце поводка 19 установлены щетки потенциометра 22. Силовое замыкание в механизме осуществляется натяжным волоском 23, Пц- .д танце датчика электроэнергией осуществляегся через блок 24.Описываемое устройство работает следупогцим образомПри включении датчика в сеть переменного тока ротор 7 электромагнитного вибрагора 4 колеблется с частотой питающей сети, Колебания ротора 7 через шток 8 передаются мембране помпы 5 одностороннего действця.Прц всасываццц воздух через нагнетательное 55 сопло 25 попадает в полость помпы над мембраной, Прц нагнетании воздух выталкивается в виде направленной струи через сонло 25. Эта струя воспринимается вторым соплом 26, в котором происходит частичное пре образование динамической энергии струи в давление.Сглаживание пульсации давления достигается включением а выходе помпы емкости 6, По импульсной трубке 9 воздух поддавлением 80 я, вод. ст. поступает к соплу 1питания црцсмцого элемента.Приемньй элемент расположен в контролируемом потоке 27 таким образом, чтоструя 28 чистого воздуха истекает в потокод углом к нацряВленио его движения, Пристечении в цеподвцкнуо среду струя 28проходит мимо приемного канала 2, почти цезадевая его, избыточное давление в каналебудет равно нулю. Под действием гидродцнамцческого усилия потока 27 струя 28 отклоняется к приемному каналу 2 и давление внем увеличивается. Избьпочное (над стагцческим давлением потока в месте устацовкдатчика) давление в приемном канале 2 будет пропорционально кинетической энергиичасти струи 28, попавшей в канал, Частьструи 8, попавшая в канал обратной связи,направляется обратно к струе ц препятствует ее сносу.Обратная связь позволяет с помоцью однойструи измерять скорость потока в требуемомдиапазоне скоростей от 0,4 до 8,0,им/сек иполучить линейнуо зависимость избыточногодавления в приемном канале 2 от скоростипотока 27.Давление воздуха в канале 2 по импульсной трубке 1 О через Л-дроссель 11 передаегся в полость мембранной коробки 12. Перемецение жесткого центра коробки 12 черезкулису 15, рычаг 17 ц поводок 19 передаетсяк щеткам потецциометра 22, Одновременноповорот осц 18 через зубчатый сектор 20 цтриб 21 передается к стрелке цоказываоще оприбораПередвигая камень 16 кулисы, можно изменять передаточное число механизма и вводить коррекцво на площадь сечения выработки и коэффициент поля скоростей,Мощность, потребляемая датчиком, легко позволяет обеспечить цскробезопасность амерпельной схем,Предмет изобретенияДатчик количества воздуха, например, для контроля рудничной атмосферы, содержащий приемник динамического давления потока, цоказывающиц прибор, пневмоэлектрический преобразователь ц источники питания воздухом ц электроэнергией, отличиощийся тем, что, с целью измерения малых значений скорости потока ц исключения влияния посто,ронних частиц и влаги на результаты измерений, приемный элемент датчика выполнен в виде струйного усилителя, содержащего сопло питания, приемный канал, соединенный с пневмоэлектрическим преобразователем, ц канал обратной связи, и установлен в потоке таким образом, что струя чистого воздуха из сопла питания истекает в поток под углом к направлению его движения,268684 Составигель П. П. Варнекдактор С, И. Хейфиц Текред Л. Я. Левина Корректор А. П. Васильева агорская типография Заказ 3327 ЦН 111 П 1 Комитета по делитГодписиосМинигрог 1 СССР 1 ирак 480изобретений и открытий при Совет Ж.35, Раушская иаб., д. 1/5