Термоанемометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СеветскниСецналнстнческнкРеспублик и 991307 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.04.81(21) 32 б 9825/18-10 с присоединением заявки Йо ГосударственныА комнтет СССР но кедам нзобретеннА н открытнАДата опубликования описания 23,0183(54) ТЕРМОАНЕМОИЕТР Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода газов.Известно устройство дпя определения расхода газа, содержащее термочувствительный элемент, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры и который устанавливается непосредственно в потоке, измерительную мостовую .схему, в одно плечо которой включен термочувствительный элемент, и источник питания с измерителем тока 1 3.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термоанемометр, содержащий корпус с канайом, в котором размещены термочувствительные элементы в виде измерительного и компенсационного термометров с выводами, включенные в смежные плечи измерительного ьрсеа, и источник постоянного тока 2 3.Недостатком известного устройства является наличие погрешности измерения расхода газа, возникающей вследствие изменения атмосферного давления.Целью изобретения .является повышВ ние точности термоанемометра путем ЗО исключения погрешности, возникающей вследствие изменения атмосферного давления.Для достижения поставленной цели термоанемометр снабжен вакуумированной емкостью, закрепленной на выходе канала корпуса и загерметизированной упругим элементом; соединенным своим центром с одним выводом компенсационного термистора, другой вывод которого через пружину соединен с гибкой нитью, намотанной на. винт закрепленный герметично в корпусе перпендику лярно каналу, причем в центральной части канал корпуса выполнен в виде усеченного конуса.Кроме того, отношение .площади поперечного сечения канала в месте установки измерительного термистора к площади поперечного сечения канала в месте установки компенсационного термистора выполнено в диапазоне от 1 з 80 до 1 ф 100.На чертеже представлена блок-схема термоанемометра.Термоанемометр содержит корпус 1 с .каналом 2, в который встроены измерительный 3 и компенсационный 4 полупроводниковые бусинковые термисторы, В центральной части канала 2, 991307выполненной в виде усеченного конуса,размещен термистор 4, который однимвыходом соединен с упругим элементом5 герметично соединенным с емкостью6, вакуумированной до 133 Па и закрепленной с возможностью перемещения в канале на выходе измеряемогопотока газа. Другим выводом термистор4 через пружину 7 и электрическипроводящую нить 8 соединен с винтом9, закрепленным герметично в корпусе перпендикулярно каналу с воэможностью вращения.Термисторы 3 и 4 включены в смежные плечи измерительного моста, вкоторый включены постоянные сопротивления 10 и 11 и перемечное сопротивление 12. Схема моста питается отисточника 13 постоянного тока. Регулируется ток сопротивлением 14. Выходной сигнал регистрируется потенциометром 15,Термоанемометр работает следующимобразом,При прохождении измерительноготока по измерительному 3 и компенса ционному 4 термисторам в них рассеивается мощность. Величина рассеива.емой мощности, а следовательно, исопротивления измерительного 3 и компенсационного 4 термисторов зависят 30как от скорости потока, так и от температуры измеряемой среды. Однакопоскольку компенсационный термистор4 располагается в части канала, выполненного в виде усеченного конуса, 35например с диаметром й 18 мм(5 : 251,2 мм) при атмосферномдавлении94 кПа, либо с диаметромЙ з 20 мм (Яз = 314 мм ) при атмосферном давленйи 105 кПа, которые 40в 9-10 раз больше диаметра цилиндрического канала й 2 мм (Я = 3,1.4 мм ),где расположен иэмерительнйй термис. тор 3, то соответственно и скоростьпотока газа в Ч/Ч = й/й либо2 2в Ч 2/Ч= Й/Й раза меньше, где Ч,Ч - скорости потока по каналу,а следовательно, и мощность рассеивания на компенсационном термисторе 4значительно меньше мощности, рассеиваемой на измерительном термисторе 3,Это обеспечивает высокую чувствительность устройства при измерении расрасхода газов в диапазоне0 - 200 нсмз/мин, При отсутствии.)потока мостовая схема приводитсяв равновесие с помощью переменногосопротивления 14. При наличии потока изменяется величина сопротивленияизмерительного термистора 3 и незначительно сопротивление комйенсационного термистора 4,мост выходит иэравновесия, и в измерительной диагонали появляется сигнал рассогласования, зависящий от расхода. Сигналрегистрируется потенциометром 15, 65 При изменении атмосферного давления, например при его уменьшении,уменьшается плотность измеряемогопотока газа, компенсационный термистор 4 под действием упругого элемента 5 и пружины 7 перемещается вдоль-оси конусного канала 2 влево - научасток с меньшей площадью поперечного сечения (с диаметром Й), а следовательно, с большей скоростью потока газа при определенном расходеРассеиваемая мощность на компенсационном термисторе 4 увеличивается,а на измерительном остается неизменной, а следовательно, сигнал рассогласования в измерительной диагоналимоста, регистрируемый потенциометром 15, уменьшается на величину уменьшения расхода газа.При увеличении атмосферного давления компенсационный термистор 4под действием упругого элемента 5 ипружины 7 перемещается вдоль оси конусного канала 2 вправо - на участокс большей площадью поперечного сечения(с диаметром ЙЗ), а следовательно,с меньшей скоростью потока газа приопределенном расходе, Рассеиваемаямощность на компенсационном термисторе 4 уменьшается, а на измерительном термисторе 3 остаетсч неизменной,а следовательно, сигнал рассогласования в измерительной диагонали моста, регистрируемый потенциометром 15.увеличивается на величину увеличениярасхода газа.Настройка термоанемометра осуществляется следующим образом,Устанавливают расход газа черезтермоанемометр, соответствующий верхнему диапазону измерений (для определенного рода газа), Перемещениемемкости б вдоль канала 2 и вращением винта 9 устанавливают компенсационный термистор 4 в точке, соответствующей по потенциометру 15 значе.нию этого диапазона измерений при нормальном атмосферном давлении (101,3 кПа)Предлагаемое устройство позволитповысить точность измерения расходагазов в диапазоне 0 - 200 см /минзс погрешностью не более +0,3 отн,при изменении атмосферного давленияв диапазоне 95 - 105 кПа.Формула изобретения1, Термоанемометр, содержащий корпус с каналом, в котором размещены термочувствительные элементы в виде измерительного и компенсационного термисторов с выводами, включенные в смежные плечи измерительного моста, и источник постоянного тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вакуумированной емкостью,991307 оставитель Е. Сысехред С.Мигунова Корректор Л. Бокшан лай И едак 871го комитета Сй и открытийаушская наб.,одписноеР ул. Проектная, 4 лиал ППП "Па г. Уж закрепленной на выходе канала корпуса и загерметизированной упругим элементом, соединенным своим центром с одним выводом компенсационного термистора, другой вывод которого через, пружину соединен с гибкой нитью, намотанной на винт, закрепленный герметично в корпусе перпендикулярно каналу, причем в центральной части канал корпуса выполнен в виде усеченного конуса.2. Термоанемометр по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что отноЗаказ 122/61 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, 3-35, шение площади поперечного сеченияканала в месте установки измерительного термистора к площади поперечного сечения канала в месте установкикомпенсационного термистора выполнено в диапазоне от 1:80 до 1:100,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент франции 9 2105274,кл, С 01 Е 1/00, опублик, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 322621, кл. С 01 Р 1/00, 1972