Термоанемометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 590675 Союз Советских Социалистических Республин(51) М. Кл С 5 10 с присоединением заявки М Государственный комите Совета Министров ССС во делам изобретений(23) Приорит публиковано 30.01.78. Бюллетень4 3) УДК 533,6,08(088 5) Дата опубликования описания 13,02. нрытии(71) Заявитель Осюхин 54) ТЕРМОАН ЕМО м об 25 зом,С помощью генератора 4 погружаемом в поток нагре возбуждаются упругие кол 0. Упругие колебания расп 30 датчике, достигают приемнии изл ваемох ебания ростра аЗи чателя 2 в датчике 1частотой няюгся в преобразу. Изобретение относится к области тепловых измерителей параметров движения и может быть использовано для измерения ускорений текучих сред, например потоков жидкости и газов, измерения ускорения твердых тел, например судов, самолетов относительно среды,Известны термоанемометры для измерения параметров потока, содержащие измерительный мост с чувствительными элементами, усилитель разбаланса, ключ питания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения.Недостатком этих устройств является малая точность измерений и невозможность получения информации от ускорений потока.Ближайшим по технической сущности к изобретению является термоанемометр, содержащий погружаемый в поток нагреваемый датчик с закрепленными на нем излучателем и приемником упругих колебаний, генератор электрических колебаний, устройство для измерения разности фаз акустических колебаний и регистратор, вход которого связан с выходом устройства для измерения разности фаз. Однако в таком термоанемометре отсутствуег на выходе величина, несущая непосред ственную информацию об ускорении потока, поскольку последняя может быть получена только путем дифференцирования выходного "игнала,изобретения - одновременное получени посредственно с одного датчика информ о скорости и ускорении.Это достигается тем, что в предлагаемыйтермоанемометр дополнительно введены последовательно соединенные усилитель и устройство для измерения разности частот, второй вход которого подключен параллельновходам устройства для измерения разности10 фаз, а выход соединен с регистратором,На чертеже показана блок-схема предлагаемого термоанемомегра.Термоанемометр содержит нагретый датчик1, на котором закреплены излучатель 2 и15 приемник 3 упругих колебаний, генератор 4электрических колебаний, выход которого связан с излучателем упругих колебаний и с одним из входов устройства 5 для измеренияразности фаз и устройство б для измерения20 разности частот электрических колебаний,вторые входы которых через усилитель 7 связаны с приемником упругих колебаний, а выходы с регистратором 8,Термоанемометр работает следующ раются последним в электрические колебания, усиливаемые усилителем 7 до величины, необходимой для нормальной работы последующих устройств.Электрические колебания с выхода генератора 4 и усилителя 7 подаются на входы устройств 5 и 6 измерения разности фаз и разности часготы. При движении потока нагреваемый датчик 1 охлаждается, причем степень охлаждения датчика зависит от скорости о потока. При этом вследствие температурного изменения скорости распространения упругих колебаний в датчике 1 и термического изменения его размеров возникает добавочная разность фаз Л между сигналами на излучателе 2 и приемнике 3 упругих колебаний по сравнению с разностью фаз при неподвижном потоке, При наличии ускорения потокаИОа=ФЛт. е. при изменении скорости происходит изд ы менение сдвига фаз , а так какИ 2 И частоте, то на выходе устройства для измерения разности частогы появляется сигнал, зависящий от ускорения и описываемый выражениемЬ=О, а=О(о=сопз 1)Ь =Кф+А ", :,О(о, -сопз 1),4 кАЬу Нгде Л - разность частоты на выходе устройства для измерения разности частот;Ь - приращение разности фаз;А и К - постоянные для данного типа датчика и потока коэффициенты,А=2 , (Ь - а,С,)(Т - Т/2игде о - частота электрических колебаний генератора 4; 10 - расстояние между излучателем 2 и приемником 3 упругих колебаний при о=О;С, - скорость распространения упругихколебаний в датчике 1 при о=О;Ь - температурный коэффициент скорости распространения упругих колеба ний в материале датчика 1;а - температурный коэффициент линейного расширения датчика 1;7 н, - температура нагрева датчика прио=О;доТ - температура потока (для данногопотока принимаем ее постоянной и известной);р - плотность потока;С - теплоемкость потока;Д 51 в теплопроводнос потока;и в диаме датчика.Выражение для ускорения потокаИ (Лу+ А)ф4 яАЯ = -- постоянный для данного устКройсгва коэффициент.Таким образом, при совместном измерениивеличин разности фаз и разности частоты получают информацию об ускорении потока,При отсутствии ускорения разность частотравна нулю. 20где зо Формула изобретения Термоанемометр, содержащий погружаеЗ 5 мый в поток нагреваемый датчик с закрепленными на нем излучателем и приемником упругих колебаний, генератор электрических колебаний, устройство для измерения разности фаз и регистратор, вход которого связан с вы 40 ходом устройства для измерения разности фаз,отличающийся тем, что, с целью одновременного получения информации о скорости и ускорении потока, в него дополнительно введены последовательно соединенные усилитель и 45 устройство для измерения разности частот,второй вход которого подключен параллельно входам устройства для измерения разности фаз, а выход соединен с регистратором,590675 Составитель В, КуприяновТехред А. Камышннкова Корректор Е. Мохова Редактор Т. Рыбалова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3190/2 Изд.160 Тираж 1109 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,. Раушская наб., д. 4/5