Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока

(Я) М. Кл.601 Р 12 соединением заявки эау,аауатаеавй ааиататйаевта Меаатраа СССРЮаааи ааааратееая еткРвпий(45) Дата опубликования опнсания 27.07.77. Зас ф 1вд -ый аучно-исследовательский геолого-разв тут цветных и благородных металлов Бентральный ин1) Заявите очи 54) УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНШНОГО ПОТОКА схе Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости воздушных потоков в системах автоматического контроля проветривания рудников, 5Известны устройства термоанемометри-. ческого типа, предназначенные для измерения скорости воздушного потока и содержаФие измерительный мост, два чувствительных элемента, источник питания, усилительы индикатор И - ИНедостатком этих устройств является большая температурная погрешность и сложвость схемы измерения.Ближайшим по технической сущности и И Врвдлагаемому является устройство для измврвыия скорости воздушных потоков, содержащее измерительный мост переменного тока с двумя чувствительными элементами, включенными в смежные плечи измеритель- эа иой мостовой схемв 1 в режиме прямого по-. догрева по разные стороны измерительной дыагьыали моста, источник постоянного тока, усилитель переменного тонка н генератор импульсов 4.25 Недостатком известного устройства является неточность измерения скорости потоке из-эа недостаточной комленсации влияния изменений температуры окружающейсреды на результаты измерений,Бель изобретения - обеспечение независимости измерения скорости и направлениявоздушного потока от изменений температуры окружающей среды.Поставленная цель достигается тем, чтсоба чувствительных элемента последователо -но соединены с выходом источника постоянного тока, причем усилитель переменноготока подключен в измерительную диагональизмерительного моста переменного тока, егенератор импульсов включен в диагональпитания измерительной мостовой схемы. Пряэтом цепи постоянного и переменного токасоответственно разделены катушкой иидуктивности и конденсаторами.На чертеже приведена принципиальнаяма устройства,Устройство для измерения скорости инаправления воздушного потока состоит иоизмерительного моста переменного тока с= 42 Ячдс Ь -ч - соответственно коэффициент теппопроводности плотность, удельная те гд лоемкость и скоростьвоздушного потока припостоянном давлении и 55температуре среды Тс,- соответственно диаметри длина проводника; Я - сопротивление проводни ока при температуре То, ьО 3двумя чувствительными элементами 1 и 2,двух постоянных резисторов 3 и 4 и конденсатора 5, источника постоянного тока6, усилителя переменного тока 7, генератора импульсов 8,:конденсатора 9 и катушки индуктивности 10.Устройство работает следующим образом.На измерительный мост переменного тока с двумя чувствительными элементами 1,и 2 подаются стабилизированные по амп-щлитуде импульсы от генератора импульсов Й.Чувствительные элементы подогреваютсяпостоянным током от источника тока 6, Визмерительную диагональ включен усилителье Фпеременного тока 7. Конденсаторы 5 и 9 икатушка индуктивности 10 соответственноразделяют цепи постоянного и переменноготока,В первоначальном состоянии при скорости воздушного потока, равной нулю, мост 20сбалансирован. При обдуве одного из чувствительных элементов он разбалансируется.Сигнал разбаланса, усиленный усилителемпеременного тока 7, пропорционален изменению сопротивления обдуваемого чувствитель,мого элемента,Зависимости сопротивлений чувствительных элементов от температуры и скоростивоздушного потокаа также выбранных режимов работы определяются из условий теж- ЗОлоотдачи их нагретых поверхностей в окружающей среде.Величина электрического сопротивленияК круглого прямого цилиндрического проводника при подогреве его электрическим током 3 и при расположении его поперек пс- тока воздуха определяется выражениемВыходное напряжение усйлителя переменного тока 7 с большим входным сопротивлением и одинаковых резисторов 3 и 4 определяется выражением(3) Кгде 3Чргде Ккоэффициент усиления усилителя пбременного тока 7;О - стабилизированное по амплитудеонапряжение генератора импульсов 8 Я к - сопротивлении чувствительных элементов 1 и 2 соответственно.При одинаковых чувствительных элементах коэффициент Кс учетом выражений (1 ) и (2) при обдуве чувствительного эле- мента 1 приобретает вид2 (//2)-(1 /К )-1;//.(1/К)М а при обдуве чувствительного элемента 2 В общем виде с учетом выражений (4) и (5) выходное напряжение определяется ц ь /( ОВ1 о (//2)+ГО/К )-Ц (//К)+136)По фазе (знаку в выражении (6 судят о направлении воздушного потока.Выражение ( 6) не содержит параметров, зависящих от температуры окружающей среды, чем и объясняется термокомпенсируюшее действие предлагаемого устройства.Устройство позволяет повысить точность измерения скорости воздушных потоков, что особенно важно при использовании их в системах автоматического контроля проветривания рудников. ых мула изобретени Устроиство для измерения скорости инаправления воздушного потока, содержашизмерительный мост, переменного тока с д. - температурный коэффициент электрического сопротивления .Для аналогичного чувствительного эле,мента при скорости потока, равной нулю, величина его электрического сопротивленця определяется выражением559181 Составитель В. КуприяновРедактор Т, Иванова Техред А, Богдан Корректор Гал каэ 1608/9 ЦНИИПИ 7 Тираж Государственнопо делам и 035, Москве,10 Подписное тета Совета Мини ний и открытий Раушская набд, ов СС обре илиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная двуми чувствительными элементами, включенными в смежные плечи моста по разные стороны измерительной диагонали; источникпостоянного тока, усилитель переменноготока и генератор импульсов, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью обеспечениянезависимости измерения скорости воздушного потока от изменений его температуры,чувствительные элементы соединены последовательно с выходом источника постоянного тока, при этом усилитель переменноготока подключен в измерительную диагональизмерительного моста, генератор импульсоввключен в диагональ питания, а цепи постоянного и переменного тока соответственно 15разделены катушкой индуктивности и конденсаторами,Источники информапни, принятые воялмание при экспертизе:1, Корчмарь И.Я. Высокотемпературлн терморезисторы. "Измерительная техника , % 2, 1972, с. 14-16. 2. Журнал "Приборостроение", % 8, 1961. с. 27.3. Болдырев Г,П., Пальтов ИЛ. Структурная схема и передаточные функции термоанемометра постоянной температуры, журнал "Известия ВУЗов", Приборостроение, т. 16, )Ф 2, 1973, с. 122. 4. Авторское свидетельство СССРМо 176692, М., Кл. (я 01 Р 5/12, 1965,