Приемное устройство термоанемометра

(51) С 01 46 79/24-10 ,82 .85. Бюл Семенов, ицкий и фузорного резистор сечении п(21) (22) (46) (72) 09.0730.03Г.П.Шелом В 12 В.д, Демчен .Н. Лаптев ордена Труд литехническ диффуз 1 макс.В.71) олгоградскиго Знамени вой асио де с 1 в тия от инст (53) (56) Р 60 8)свиде5/Полуометрип). орног тельство 12, 1978 проводни ы,иаметр дифорного переовь труй ия ,ерз ЕРМОо ь сторсть мак нфуз ора,ош МаксАМ е ти ш (2,4,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ 33.6.07(08Авторско 05, кл, С Ференец В. ые термоан 1972 (прот(54) (57) 1. ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО АНЕМОМЕТРА, содержащее терморез направляющий насадок, входная ч которого выполнена в виде конфу отличающееся тем, ч с целью расширения диапазона из мых скоростей и повышения точно измерения, внутренняя полость н ка выполнена в виде диффузорноерехода, причем термотановлен в максимально ехода, а угол расширеыбран из соотношения- диаметр входно диффузорно-кон перехода; с 1,кс- максимальный д фузорно-конфуз хода; в( - угол расширен)1 я ра, рад. 2. Устройство по п.1,ч а ю щ е е с я тем, чт ный диаметр диффузорно-к перехода выбран из соотн= тп,д(О,7 " )Й1 еа.кс ща ксй 1 1147Изобретение относится к измерению параметров движения и предназначено для определения скорости потоков жидкости, например, в каналахгидромашин,Известно приемное устройство термоанемометра, в котором цилиндрических насадок,с расположенным внутритерморезистором имеет входное отверс"10тие в виде конфуэора, а выходноевыполнено меньшим, чем входное Я .Наличие входного конфузора и проток жидкости внутри насадка обеспечивают нечувствительность к измене 15нию направления вектора скорости исохранение движения внутри насадка.При этом скорость исследуемого потока пропорциональна скорости внутреннего заторможенного .потока.Данное устройство позволяет не 20сколько. расширить диапазон измеряемых скоростей, однако ввиду ограниченного торможения потока внутринасадка точность и диапазон измере 25ния оказываются недостаточными приисследовании движения жидкости в реальных гидромашинах что часто непозволяет проводить их испытанияна рабочих режимах,Наиболее близким к предлагаемому ЗОпо технической сущности и достигае"мому результату является устройство, содержащее терморезистор, установленный в насадке конфузорноготипа 2,. 35Однако известйое устройство характеризуется недостаточной точностью.и ограниченньм диапазоном измеряемых скоростей,Цель изобретения - повышение 40точности и расширение диапазона измеряемых скоростей.Поставленная цель достигается тем,что в приемном устройстве термоанемометра, содержащем шаровой терморезистор, направляющий насадок, входная,чаеть которого выполнена в виде конфуэора с мадьщ диаметром большим, чем диаметр выходного отверстиянасадка, внутренняя полость насадка выполнена в виде днффузорно-конФузориого перехода, причем шаровой,терморезистор установлен в максимальном сечении перехода, а угол расширения диффузора выбран иэ соотношения где д - диаметр входного отверстия,ВХдиффузорно-конфузорногоперехода;ттщас - максимальный диаметр диффузорно-конфузорного перехода;К - угол расширения диффузора.Кроме того, максимальный диаметр диффузорно-конфузорного перехода выбран из соотношения где 16 тп ( 2,4,Выполнение внутренней полости насадка в виде диффузорно-конфузорного перехода позволяет обеспечить дополнительное торможение потока вследствие его расширения внутри насадка. Установка шарового терморезистора в максщчальном сечении переходаобеспечивает обтекание его максимально заторможенным потоком, скоростькоторого пропорциональна скоростиосновного исследуемого потока жидкости. При этом насыщение термоанемометра происходит при значительныхскоростях исследуемого потока с высокой теплоемкостью и плотностью,что позволяет существенно (в три раза по сравнению с прототипом) расширить диапазон измеряемых скоростей,Выполнение угла расширения диффузорной части насадка, удовлетворяющим соотношению позволяет обеспечить безотрывное течение потока внутри насадка, что уменьшает пульсационные составляющие скорости и увеличивает точность измерения, Соотношение для выбора угла расширения хорошо согласуется с результатами исследования течения жидкости в диффуэорах.Выбор максимального диаметра диффузорно-конфузорного перехода насадка из соотношения обеспечивает на эпюре скоростей потока внутри насадка "пятно" равных по сечению скоростей.Это позволяет без ущерба для точности измерений снизить требованияк точности установки миниатюрной головки терморезистора, например шарового, по оси насадка, а также гарантирует сохранение, постоянства скорости обтекания терморезистора даже при некоторой деформации зпюры скоростей потока внутри насадка.В результате .повьппается точность измерения и обеспечивается стабильность тарировочной характеристики1 О прибора.На фиг, 1 схематически изображено предлагаемое приемное устройство термоанемометра на фиг, 2 - характеристики предлагаемого устройства (пунктир) и прототипа (сплошные линии) .Приемное устройство включает в себя насадок 1, входная часть которого для обеспечения нечувствительнос ти к изменению направления вектора скорости выполнена в виде конфузора 2. Для обеспечения торможения потока внутри насадка малый диаметр конфузора выполнен большим, чем выходное отверстие насадка д , , Внутренняя полость насадка для дополнительного торможения потока выполнена в виде диффузорно-конфузорного перехода 3. В максимальном сечении диффу- ЗО зорно-конфузорного перехода, где скорость потока минимальная, установлен шаровой терморезистор 4.Угол расширения ди 4 фуэора К, выбран из соотношения 35О 7( 1 пХМСМсчто обеспечивает безотрывное течение потока внутри насадка и уменьшает пульсационные составляющие скорости, Для снижения требований к точности установки головки шарового терморезистора 4 и обеспечения постоянства скорости его обтекания максимальный диаметр диффузорно-конфузорного перехода удовлетворяет соот", ношениюдмаисовкгде 1 сшс 2;4.Шаровой .терморезистор с помощьютеплостойкого клея 5 закреплен в основании 6, внутри которого проходят токоведущие провода 7Насадок крепится к основанию также теплостойким клеем,Приемное устройство работает следующим образом.При помощи основания 6 приемноеустройство устанавливается в исследуемом сечении потока, например вканале гидромашины. Исследуемыйпоток обтекает насадок 1 и частичнопроходит через внутреннюю полостьнасадка. Входная часть насадка,выполненная в виде конфузора 2, обеспечивает нечувствительность измерения абсолютного значения скоростипри отклонении направления ее вектора от оси насадка. Поток, протекающий внутри насадка, затормаживается.за счет гидравлическогс сопротивления, обусловленного разностью входного Й аи выходного Йдиаметров, а также за счет расширения вдиффузорной части насадка. В максимальном сечении дчффузорно-конфузорного перехода 3, где установленшаровой терморезистор 4, скоростьпотока внутри насадка минимальна,что обеспечивает чувствительностьтерморезистора к теплосьему при значительном диапазоне скоростей основного, исследуемого, потока, обтекающего насадок 1,В процессе измерения абсолютногозначения скорости возможнанекоторая деформация эпюры скоростей потока внутри насадка, обусловленнаяизменением направления вектора скорости относительно оси насадка,Однако наличие "пятна" равных скоростей на зпюре обеспечивает нечувствительность прибора к этому фактору и сохранение точности измеренияскорости, Описанная геометрия диффузорной части насадка обеспечивает впроцессе измерения беэотрывное течение потока, сохранение. эпюры скоростей внутри насадка и, как следствие,стабильность тарировочной характеристики. Изменение электрическогосопротивления терморезистора 2 приизменении скорости потока, обтекающего его, приводит к разбалансу мостовой электрической схемы, и появление на выходе моста фиксируемого элек-.трического сигнала пропорциональновеличине измеряемой скорости.Предлагаемое приемное устройствотермоанемометра позволяет существеннорасширить диапазон измеряемых скорос1147983 ММ 30 Я К Р 1/с Фиг.ЯСоставитель Ю. Мручко Веселовская ТехредО.Ващишина Редакт орректор С. Шекма аказ 1569/ Тираж 897Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий1 осква, Ж, Раушская наб., д писное ВНИИИИпо13035,4/5 н н Патент , г. Ужгород, ул. Проектна и тей за счет дополнительного его тор" можения. Из сравнения графиков (фиг. 2) видно, что предлагаемое устройство позволяет увеличить диапазон измеряемых скоростей ЬЧ примерно в 3 раза. (диапазоны ЬЧ, дЧ, ДЧ соответствуют различным соотно 5шениям входного и выходного диаметров прототипа). Это существенно расширяет диапазон исследования гидро- . динамических передач, скорости движения жидкостей в которых при рабо,чих режимах часто превосходят значения, возможные для контроля аналогами. Предлагаемая геометрия насадка обеспечивает безотрывное течениепотока в его диффузорной части, уменьшает пульсационные составляющие скорости и обеспечивает стабильность тарировочной характеристики прибора,что обусловливает повышение точности измерения. Кроме того, в зоне установки тер 10О морезистора обеспечивается наличиеНпятна равных скоростей потока, чтоснижает требования к точности уста-новки шаровой головки терморезистораи упрощает изготовление предлагаемо 15 го устройства.