Тепловой расходомер

(51) М.Кл.з 6 0 сударстеенный камнт СССР о делам изобретени43) Опубликов и открытии 45) Дата опубликования описания 13.12,8) Заявитель ЛОВОЙ РАСХОДОМЕ 25 Мострезисторрезистор7 и 8,.вмтелем 9з 0 образую оящая из термокомпенсационного льных резисторов циальным усилиустройством 10 ческой стабилизаовая схема, соста-,нагревателя 8,а 2 и термостабиесте с дифферени регулирующимсхему автомати Изобретение относится к приборостроению, а именно к тепловым устройствам для измерения расхода газа или жидкости,По основному авт, св.233954 известен тепловой раеходомер содержащий резистор-,нагреватель, выполненный из участ,ка трубопровода со стенками более тонкими, чем стенки основного трубопровода, и включенный в мостовую схему, дифференциальный усилитель сигнала,разбаланса мостовой схемы, выход которого подключен хо входу устройства регулирования напряжения, аключенного между источииком питания и мостовой схемой.Недостатком этого устройства является нелинейность градуировочной характерис тики:расход-мощность,при малых расходахЦель изобретения - расширение линей ного диапазона измерения в области малых расходовЭто достигается тем что расходомер снабжен дополнительным нагревателем, установленным после основного терморезистора-нагревателя,и подключенным к источнику питания через регулируемое сопротивление, при этом дополнительный нагреватель установлен от основното терморезистора-нагревателя на расстоянии, равном или меньшем расстояния между упомянутым основным терморезистором-нагрева 7.11,80, Бюллетень 41 (53) УДК 68112телем и входным компенсационным резистором.На чертеже приведена конструкция иизмерительная схема теплового расходо 5 мера.Устройство содержит отрезок трубы 1,участки которого представляют собойвходной компенсационный:резистор 2,терморезистор-нагреватель 3 и дополни 10 тельный нагреватель 4. Нагреватель 8 отделен от,резистора 2 и нагревателя 4 участками 5 и 6 трубы с тонкой стевкой. Резисторы 7 и 8 с резистором 2 и нагревателем 8соединены в мостовую схему, сигнал раз 15 баланса которой усиливается усилителем 9и управляет регулирующим устройством О.Источник питания,11 подключен через регулирующее устройство 10 к диагонал(и питания мостовой схемы и через переменный20 резистор 12 к дополнительному нагревателю 4,Устройство работает следующим обра40 цнии средней температуры терморезисторанагревателя 3.За счет действия этой схемы на диагонали питания мостовой схемы устанавливается такое напряжение, которое обеспс чивает нагрев терморезистора-нагревателя 3 до средней температуры, при которой выполняется условие баланса мостовой схемы где Рг, Рз, Й 7 и Л 8 - соответственно величины сопротивлений участков 2 и 3 и рс зисторов 7 и 8.При отсутствии потока на терморезисторе-нагревателе 3 выделяется мощность, компенсирующая потери тепла с его внешней поверхности, через участки 5 и б и че рез .неподвижное вещество, заполняющее внутреннюю полость трубы.При наличии потока увеличивается теплоотдача с внутренней поверхност", терморезистора-нагревателя 3, но его сред- Б няя температура остается прежней за счет действия, схемы стабилизации температуры, которая увеличивает напряжение питания модестовой схемы, компенсируя тем самым мощность, которая расходуется на нагрев З 0 потока. Так как средняя температур а терморезистора-нагревателя 3 остается прежней то не изменяется и количество тепла, рассеиваемое его внешней поверх- костью, и увеличение мощности должно быть прямо пропорционально массовому расходу вещества потока с,известным уравнением теплового баланса: ДР=Р - Ро= СрД 7 Ям где Р, - мощность, выделяемая на терморезисторе-нагревателе при нулевом расходе (тепловые потери);Р - мошность при наличии расхода; 45 С р - удельная теплоемкость веществапотока;ДТ - разность температур потока навходе в терморезистор-натреватель на его выходе; 50Я - массовый расход вещества потока.Однако при малых расходах увеличение мощности будет значительно меньше рассчитанного по уравнению теплового баланса за счет влияния тепловых потерь через 55 ",частки 5 и б, которые изменяются при изменении расхода и особенно сильно влияют на характеристику именно .при малых расходах. Это влияние объясняется следующим образом.,60При малых расходах вещество потока успевает ,несколько нагреться за время прохождения участка 5. Чувствительность преобразователя медленно возрастает по щре увеличения расхода за счет того, что 65 потсгк успевает прогреться на участке 5 до меньшей температуры из-за увели ения линейной скорости потока и увеличения крутизны подъема температурного поля в зоне участка 5. Занижение чувствительности при малых расходах происходит и за счет участка б, который нагревается выходящим нз зоны терморезистора-нагревателя 3 потоком вещества, что приводит к уменьшенио тепловых потерь через участок б, следовательно, и к снижению того приро:тд мощности, копорый произошел за счет увеличения расхода. В результате чувств: тельность преобразователя медленно возрастает по мере увеличения расхода и достигает постоянного и близкого к расчетной величине значения только при катком-то значении расхода, зависящем от геометри. ческих размеров (длина, внутренний диаметр, толщина стенки) участков 5 и б и от теплофизических свойств материала трубы,При наличии дополнительного нагревателя 4, расположенното после терморезистора-напревателя,3 по ходу потока,на некотором расстоянии от него, и при равенстве их температур влияние нагрева участка б выходящим из терморезисторанаг 1 ревателя 3 потоком вещества практически устраняется, так как в этом случае топловые потери через участок б близки к нулю и не изменяются при увеличении,расхода, Если же температура дополнительного нагревателя 4 будет выше температу-ь тсрморезистора-нагревателя 3 приблизительно на величину перепада температуры на участке 5, то при отсутствии потока вещества устанавливается определенный тепловой поток от дополнительного нагревателя 4 через участок б к терморезисторунагревателю 3. При увеличении потока вещества этот тепловой поток будет уменьшаться, что приведет к увеличению мощности, потребляемой от источника питания терморезистором-натревателем 3 т. е, к увеличению чувствительности. Выбрав длину участка б и регулируя температуру дополнительного нагревателя 4 изменением переменного резистора 12, можно достичь ,компенсации отрицательного влияни участка 5 на начало градуцровочной хахактеристнки.Формула изобретения 1. Тепловой;расходомер ло авт, св.233954, отлича ю щи й с я тем, что, с целью расширения линейного диапазона измерения в области малых расходов, он снабжен дополнительным нагревателем, установленным после оснопного терморезистора-нагревателя и подключенным к источнику питания через регулируемое сопротивление,777439 Составитель Н. Андрееваедактор Т. Клюкнна Техред А. Камышннкова О нская рект Подписное открытий ип. Харьк, фил. пред. Г 1 атеит 2. Расходомер по п. 1 отличающийс я тем, что дополнительный нагреватель установлен от основного терморезистора.; Нагревателя на расстоянии, равном или Заказ 1476/1479 Изд,546 НПО Поиск Государственного комитета 113035, Москва, Жменьшем расстояния между упомянутым основным терморезистором-нагревателем и входным компенсационным резистором,Тираж 810ССР по делам изобретенРаушская наб., д, 4/5