Тепловой расходомер

(5) О 01 Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИЩ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 777439, кл. С 01 Р 1/68, 1980.2, Авторское свидетельство СССР Мф 723376, кл. С 01 Г 5/00, 980 (прототип).(54)(57) ТЕПЛОВОЙ РАСХОЛОИЕР, содержащий термокомпенсационный, нагревательный и теплочувствительный элементы, включенные в схему измерительного моста) в одну диагональ которого включен измерительный прибор, другая диагональ моста связана с сигналь ной шиной, в каждое плечо моста, одно из которых является компенсирующим, включен последовательно с эле" ментом плеча диод противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду соседнего плеча моста, нагревательный элемент подключен к диагонали моста, связанной с сигнальной шиной, со стороны,противоположной месту подключенияпоследней,. а также первый диод ипервый резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения .точ"ности измерения, в него введены поро"говый элемент, управляющий элемент,дифференциальный усилитель, второйи третий диоды, второй резистор, кон-денсатор и делитель напряжения, причем пороговый элемент подключен входами к измерительной диагонали мостаи выходом через последовательно сое-.диненные первый резистор и второйдиод " к входу управляющего элемента, другой вход которого соединенчерез первый диод с сигнальной шиной,а выход - с нагревательным элементом,соединение которого с диагональю мос- фта подключено кконденсатору,дифферен- Сциальный усилитель соединен выходомчерез второй резистор с входом управляющего элемента и конденсатором, первым входом - с компенсирующим плечоммоста, а вторым входом - через последовательно соединенные делитель напря-.жения и третий диод - с сигнальнойвиной.1 11573Изобретение относится к приборо" строеиив, а именно к тепловым расходомерам.Известен тепловой расходомер, содержащий термочувствительные датчики с нагревателями. вклв" ченные в , схему балансиого моста 1 ,Недостаток известного устройства состоит в малой точности изме-16 рения расхода жидкостей.Наиболее близким к изобретению является тепловой расходомер, содер" жащий нагревательный, термочувствительный и термокомпенсационный эле менты, включенные в схему измерительного моста, содержащего в каждом плече выпрямительные диоды и в диагонали - измерительный при" бор 123Недостатками известного теплового расходомера являются: узкий диапазон измерения, обусловленный необ" ходимостью ограничивать мощность нагревательного элемента моста из-за 25 перегрева термочувствительного элемента при уменьшении расхода жидкости, и недостаточная точность измерения, связанная с изменениями тепло- Физических: свойств жидкости при Зо различных температурах.Цель изобретения - повышение точ" ности измеоения расхода жидкостей.Цель достигается тем, что в тепловой расходомер, содержащий термо компенсационный, нагревательный и теплочувствительный элементы, включенные в схему измерительного моста, в одну диагональ которого включен измерительный прибор, другая диаго" 46 наль моста связана с сигнальной шиной, в каждое плечо моста, одно иэ которых является компенсируюпим, включен последовательно с элементом плеча диод противоположной поляр ностью к измерительной диагонали по отношению к диоду соседнего плеча моста, нагревательный элемент подключен к диагонали моста, связанной с сигнальной шиной, со сторо ны, противоположной месту подключения последней, а также первый диод и первый резистор, введены пороговый элемент, управляющий элемент, диФФеренциальный усилитель, второй 55 и третий диоды, второй резистор, конденсатор и делитель напряжения, причем пороговый элемент подключен входами к измерительной диагоналимоста и выходом через последовательно соединенные первый резистор ивторой диод - к входу управлявшегоэлемента, другой вход которого соединен через первый диод с сигнальной шиной, а выход - с нагревательным элементом, соединение которогос диагональю моста подключено к конденсатору, .диФФеренциальный усилитель соединен выходом через второйрезистор с входом управляющего элемента и конденсатором, первым входом - с компенсирующим плечом моста,а вторым входом через последовательно соединенные делитель напряженияи третий диод - с сигнальной шиной,На чертеже приведена схема теплового расходомера,Тепловой расходомер содержит тер-мокомпенсационный, нагревательный,и теплочувствительный элементы 1-3,включенные в схему измерительного моста 4, в одну диагональ которого включен измерительный прибор 5, другая диагональ моста связана с сигнальной шиной 6, в каждое плечо мос" та 4, одно нэ которых является компенсирувхцим, включен последовательно с элементом плеча диод 7 противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду 7 соседнего плеча моста 4, нагревательный элемент 2 подключен к диагонали моста 4, связанной с сигнальной шиной 6, со стороны, противоположной месту подключения последней, а также первый диод 8 и первый резистор 9, кроме того, содерию. порого" вый элемент 10, управляющий элемент 11,диФФеренциальный усилитель 12, второй и третий диоды 13 и 14, второйрезистор 15, конденсатор 16 и дели"тель 17 напряжения, причем пороговыйэлемент 10 подключен входами к изме"рительной диагонали моста 4 и выходом через последовательно соединенные первый резистор 9 и второй диод13 - к входу управляющего элемента 11, другой вход которого соединен через первый диод 8 с сигнальнойшиной 6, а выход - с нагревательнымэлементом 2, соединение которого сдиагональю моста 4 подключено к конденсатору 16, диФФеренциальный усилитель 12 соединен выходом через второй резистор 15 с входом управляющего элемента 1 и конденсатором, пер4Это напряжение значительно менье порогового напряжения срабатывания порогового элемента 1 О и на еговыходе вырабатывается напряжениеположительной полярности, отсекаемоевторым диодом 13 и не влияющее наработу управляющего элемента 11.Так как измерение больших расхоов связано с необходимостью увеичения мощности на нагревателе 2,а масса термочувствительного элеента 3 очень мала, то при аварийом снижении расхода жидкости илиопадания в поток воздуха темпераура термочувствительного элемена 3 резко повысится. При этом напяжение раэбаланса термочувствитель"ого моста превысит пороговое напряение срабатывания порогового эле"ента 10 и на его выходе появитсятрицательное напряжение, запираюее управляющий элемент 11, который,свою очередь, снизит мощность нагевателя 2, предотвращая перегревразрушение термочувствительногоэлемента 3,После снижения температуры термовствительного элемента 3 и в слуае сохраняющегося пониженного расода жидкости мощность на нагреваеле снова разогреет термочувстительный элемент да заданной допусимой температуры и снова выключитяТаким образом, разрушение термоувствительного элемента не происхот и надежность устройства значиельно повышается, Благодаря такомуграничению температуры термочувстительного элемента диапазон подвомой к нему мощности можно расшиить и тем самым увеличить диапазонзмеряемых устройством расходов. 1157356 Использование изобретения позволяет повысить точность измерения расхода жидкости по сравнению с базовым объектом и повысить надежность прибора при эксплуатации в широком. диапазоне изменениятемператур теплоносителя. вым входом - с компенсирующим плечом моста 4, а вторым входом через шпоследовательно соединенные делитель 17 напряжения и. третий диод 4 с сигнальной шиной б. 3Тепловой расходомер работает следующим образом,При включении устройства на термочувствительный и термокомпенсацион- дный элементы 1 и 3 моста соответст лвенно поступают положительные полупериоды напряжения питания моста 4, мчерез диоды 8 и управляющий элемент 11 нна нагреватель 2 поступают отрицатель" пные полупериоды этого напряжения, ц тобеспечивая необходимый первоначаль- тный перегрев термочувствнтельного рэлемента 1 для работы с определен- нным расходом жидкости. жТак.как термокомпенсационный эо мэлемент 1 находится в одинаковых оусловиях с термочувствительным эле- Щментом 3, то изменение температуры вжидкости не вызывает погрешности ризмерения расхода, однако нри изме" уЗ икении температуры жидкости изменяются ее теплофизические параметры,такие как вязкость и теплоемкость. чуЧтобы скорректировать эти изме- чнения, на вход управляющего элемен- Зо хта 11 поступает корректирующее нап-тряжение, вырабатываемое дифферен- .вциальным усилителем 12 в эависимос" тти от изменения температуры на тер- смокомпенсационном элементе 1 и за"поминаемое накопительным конденса 35чтором 11. Опорное напряжение для дидифференциального усилителя 12 пос- ттупает через третий диод 13 в мо- о. мент измерения мостом и задается вделителем 17 напряжения. Причем ве- днличина этого напряжения и мощность Рна нагревателе 2 устанавливаются идля каждого конкретного вида жидкости в зависимости от теплофнзических свойств.Напряжение в измерительной диагонали моста соответствует расходужидкости и фиксируется измерительным прибором 5 с учетом теплофиэических свойств жидкости."11 атен Филиал Заказ 3326/38 ВНИИПИ по де 113035, Тираж 703сударственного комитетам изобретений и открытиосква, Ж, Раушская н