Термоанемометр

Союз СоветскикСоциапистическнаРеспубики ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11945796(51)М. Кл,С 01 Р 5/12 6 ЬеударстееввЯ ламктет СССР во делам иэобретенкЯ н ютерыткЯ.С.П. Костенко, В,Н. Полтавченк 1 Заявитель 54 ) ТЕРМОАНЕМОМЕТР о на ные в виденые в дифферентель датчикавыводом и ис" .20 мокомпенсат р-и: переход циальную сх выполнеи включе нагрев ервым э ник пит Недостанизкая можнос т триче я 121 ного усь, обус оиств извес ленная дежнос выхода р из стро Изобретение относится к измери"тельной технике, в частности к измерению скоростей потоков, жидкостейи газов.Известно устройство для измерения5скорости потока жидкости, содержащеезонд с датчиками скорости, температу"ры и направления 1 1 ,Однако это устройство имеет невысокую точность, обусловленную времен-,ной нестабильностью датчика скоростии датчика температуры, представляющихсобой термисторы,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является тер 15моанемометр, содержащий датчик и тер 2рехода коллектор-база, служащеггревателем.Цель изобретения - повышение над жности термоанемометра.Указанная цель достигается тем,что в известный термоанемометр в базувведен второй электрический вывод,соединенный со вторым источником питания.На фиг. 1 показан разрез устройства в корпусе; на фиг. 2 - электрическая схема термоанемометра,Устройство содержит корпус 1 с размещенным в нем кристаллом 2,имеющимслой 3 коллектора, который может служить в качестве обратносмещенной "земли", тело базы 4, термочувствительныйдатчик 5, представляющий собой р-и переход, образованный эмиттером б и базой 4, диффузионный слой 7., представляющий собой эмиттер без электрического вывода, к эмиттеру 6 подсоединенэлектрический вывод 8,. к базе 4 -электрический вывод 9, а электрический вывод 10 является дополнительным, 94579640 При скорости потока среды, равнойнулю, выходной сигнал И, снимаемыйс эмиттера 6 и эмиттера термокомпенсатора 13, при помощи сопротивленияустанавливается равным нулю, либоопределенной величине,При наличии скорости потока отнагретого кристалла 2 в корпусе 1,помещенном в среду, уносится некото рое количество тепла, пропорциональное скорости потока. Чем выше скорость, тем больше количества теплауносится от кристалла 2, температуру подключенным к слою базы 4 и соединенным с отдельным источником 11 питания изображенном на фиг. 2. Датчик 5от источника 12 Е питания через нагрузочное сопротивление К 1 , электрические выводы 8 и 9 включен в дифференциальную схему с вторым термочувст"вительным элементом 13, являющимсятермокомпенсатором. Сопротивление Цтакже является нагрузочным, а при по омощи сопротивления Р балансируетсядифференциальная схема. В качественагревателя используется диффузион"ная область 14, представляющая собойтело базы 4, лежащая под слоем 7,снабженная дополнительным электрическим выводом 10, соединенным с отдельным источником 11 питания,Глубина слоя 7 с противоположнымтипом проводимости по отношению кпроводимости тела базы 4 и толщинабазы 4 определяют параметры нагревателя 14,Термоанемометр работает следующимобразом. 25При подаче напряжения от источника 12 Б питания посредством выводов 8 и 9 церез термочувствительный элемент 5 и компенсатор 13 протекают измерительные токи. При подаче напряжения на выводы 9 и 10 ототдельного источника 11 питания через нагреватель 14 протекает нагревательный ток, определяемый величинойнеобходимого перегрева над температурой среды и схемой отдельного источника питания 11, управляемого оттермокомпенсатора 13, размещенногов измерительной среде, При заданномперегреве над температурой средыпри изменении температуры среды )отдельный источник 11 питания пропускает больший или меньший нагреватель"ный ток через нагреватель 14, обеспечивая тем самым заданный перегрев.45 которого измеряет термоцувствительный элемент 5Надежность предлагаемого термоанемометра определяется надежностьютермочувствительного элемента 5,нагреваемого до высокой температуры,и самого нагревателя 14. Быстроеуменьшение температуры скорости потока за счет инерционности тепловогообмена между устройством и средойприводит к резкому увеличению темпе"ратуры кристалла 2, которая и обуславливает необратимые процессы в кристаллы, приводящие к отказу. Посколькудатчик 5 работает при очень малыхплотностях тока через переход, то даже значительный 1 до 150180 С ) нагрев не повлияет на надежную работу.Нагреватель 14, являющийся телом базы 4, представляет собой однородныймонокристалл кремния, обладающий определенной проводимостью.Надежность термоанемометра обуславливается надежностью датчика 5,сохраняющего свои свойства до темпеоратуры порядка +180 С, надежно работающего в этих пределах при малых плотностях тока через р-и переход эмиттер-база 4,Таким образом, при использованиив качестве нагревателя тела базы,снабженного дополнительным электрическим выводом, соединенным с отдельным источником питания, стало возможным перегревать датчик до температуры порядка +180 С без угрозы выходаиз строя элементов термоанемометра,что позволило существенно повыситьего надежность.формула и зобретенияТермоанемометр, содержащий датчики термокомпенсатор, выполненные в виде р-и переходов и включенные в дифференциальную схему, нагреватель датцика с первым электрическим выводоми источник питания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в базу введен второйэлектрический вывод, соединенный совторым источником питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США ь 3595079кл. 73-200, 1971,2. Авторское свидетельство СССРМ 584252, кл. С 01 Р 5/12, 1977945796 Фиг 2 Е. Сыабине Составите Корректор И, ШПодписноеССР Заказ 8. 4/5Лмт . Проектная Редактор В. Лазаренко Техрей А.5323755 Тираж 837ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен11305 Москва И,Филиал ППП Патент", г. о комитета й и открыт аущская наВЫ Ма аУжгород, у