Датчик скорости потока

(19) (11),2 11 С 01 Р 5/00; С 01 Р 5/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ушмари Ленинам.М.И.Капильство СС 1977. 845041 ототип).54)(57) 1.одержащий п ым внутри ч ом, о т л и АТЧИК СКОРОСТИ ПОТОКА,токопровод с расположенвствительным элеменч а ю щ и й с я тем, что,поло- ополт рателя. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградский орденполитехнический институтнина(56) 1, Авторское свидетУ 552560, кл. С 01 Р 5/12, Патент Японии В 43кл. С 01 Р 5/00, 1968 (п с целью расширения диапазона измеряемых скоростей и повышения точност измерения, концы потокопровода снабжены обтекателями, выполненными в ви де поверхностей с разными радиусами кривизны, причем размер хотя бы одного из них больше диаметра входного отверстия соответствующего конца потокопровода более чем в 2 раза.2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен по крайней мере одним дополнительным об текателем, расположенным на расстоянии, меньшем размера основного обтекателя, возле которого он рас жен, при этом радиус кривизны д нительного обтекателя отличен о диуса кривизны основного обтека11202Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газаи жидкости в метеорологии, метроло"гии, аэродинамике и других областяхнауки и техники,Известны датчики скорости термо"анемометрического типа, термочувстви"тельный элемент которых выполнен .полупроводниковым Ц .ОЭти датчики имеют достаточно хорошие механические и эксплуатацион"ные характеристики, но обладают узким диапазоном измеряемых скоростей, за пределами которых происходит 15сильное снижение чувствительности.При этом. возникает нелинейность зависимости выходного сигнала от величины измеряемого параметра, что приводит к большим погрешностям.иэмере- Оний.Известен также датчик скоростипотока, содержащий потокопровод,который позволяет уменьшить скорость,потока, обдувающего чувствительный 25элемент датчика, установленный внутри потокопровода 2 .Однако известный датчик не обеспечивает достаточной точности измерения и имеет узкий диапазон изме- ЗОряемых скоростей.Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых скоростей потока и повышение точности измерений.35Указанная цель достигается тем,что в датчике скорости потока, содержащем потокопровод с расположенным внутри чувствительным элементом,концы потокопровода снабжены обтекателями, выполненными в виде поверхностей с разными радиусами кривизныпричем размер хотя бы одного из нихбольше диаметра входного отверстиясоответствующего конца потокопровода 45более чем в 2 раза.Кроме того, датчик снабжен по крайней мере одним дополнительным обтекателем, расположенным на рас" стоянии, меньшем размера основного обтекателя, возле которого он расположен, при этом радиус кривизны дополнительного обтекателя отличен от радиуса кривизны основного обтекателя.На фиг.1 показан датчик скорости 55 потока, содержащий один обтекатель, на фиг.2 - то же, два обтекателя;на фиг,З - то же, один дополнитель 44 гиый обтекатель, на фиг,4 - то же, два дополнительных обтекателя; на фиг.5 - зависимость скорости потока внутри потокопровода от скорости измеряемого потока.Датчик скорости потока представляет собой потокопровод 1 с расположенным внутри чувствительным к скорости потока элементом 2, один конец потокопроврда снабжен обтекателем 3, представляющим собой выпуклую поверхность, второй конец - может быть также снабжен обтекателем 4, представляющим собой поверх" ность, радиус кривизны, которой отличен от радиуса кривизны поверхности 3.При обтекании потоком воздуха обтекателей 3 и 4, находящихся в потоке, на концах потокопровода возникает разность давлений, и в потокопроводе начинается движение воздуха со скоростью, пропорциональной скорости внешнего измеряемого потока. Если в потокопровод поместить, например, термоанемометрический чувствительный элемент, то скорость потока, обтекающего элемент, будет в определенное число раз меньше скорости измеряемого потока, Отношенйе скоростей потока в потокопроводе и измеряемого потока называется коэффициентом трансформации потокатИЪмгдеиМ 1- скорости потоков в по=токопроводе и в измеряемой среде соответственноКоэффициент трансформации, расчет которого основан на законе Вернули, равент з 1 з-"Кт" --э Ргде о и 1 - диаметр и длина потоко провода, - гидравлический коэффициент сопротивления потокопровода," 1 И- соответственно райны Ч ч,М 4 в)ам иЪМ где 1 и У 4, - скорости измеряемого потока на обтекателях. Коэффициент трансформации уменьшается с ростом гидравлического3 11202сопротивления потокопровода, которое определяется длиной, радиусоми формой канала потокопровода.Таким образом, варьируя параметры конструкции датчика: радиусы кривизны поверхностей 3 и 4, длинудиаметр и форму потокопровода,-можноменять соотношение скоростей внутрии вне потокопровода (коэффициенттрансформации). 1 ОИинимальная величина 3 определяется диаметром чувствительного элемента, а также максимальным гидравлическим сопротивлением потокопровода,который обеспечивает выбранный диапазон коэффициента трансформации. Иаксимальное значение 3 п определяетсядиаметром поверхностей 3 и 4. Диаметр потокопровода и форма его сечения могут меняться по длине пото- р 0копровода для помещения в пбтокопровод отстойников, фильтров, дополнительных датчиков и т.д,Длина и конструкция потокопроводадолжна обеспечивать однородность поля скоростей в точке установлениячувствительного элемента. Оптималь"Нным моано считать у а 1,. ЧувствиФЬтельный элемеит целесообразно устано 1 Н 30вить на расстоянии; Н- от выходного (верхнего) сечения потокопровода. Величина 1)3 и размеры всегодатчика могут меняться в широкихпределах, например 1 - 10 см. Диаметрз311 целесообразно выбирать приближенно равным Р, устройство будетработоспособно, если второго обтекателя не будет. 40Для защиты датчика от атмосферных осадков и более широкой вариации 44 4коэффициента трансформации целесообразно ввести дополнительно обтекатель 5, расположенный на определенном расстоянии от первой поверхнос"ти 3, а в ряде случаев и четвертый обтекатель 6, устанавливаемыйоколо обтекателя 4. Обычно эти дополнительные поверхности имеют форму ша"рового сегмента либо диска и устанавливаются таким образом, чтобы канал между одной парой поверхностей(3 и 5) сужался к месту установкинад потокопроводом, а между другойпарой поверхностей (4 и 6) расширялся.уменьшение зазора Ь и Ь 6 приводитк уменьшению коэффициейта трансфор"мацки, увеличение - к ухудшению защищенности датчика от атмосферных осадков. Радиус кривизны дополнительныхобтекателей может быть и больше,и меньше, чем у основных. При равенстве радиусов кривизны поверхностейосновных и дополнительных обтекате"лей коэффициент трансформации близок к нулю. При радиусах кривизныповерхностей дополнительных обтекателей, меньших основных, 1 возрастает, но направление потока в потокопроводе изменится на обратное. Конструкция датчика будет оптимальнойпри радиусах кривизны поверхностейдополнительных обтекателей больших,чем радиусы основных поверхностей,При этом знаки радиусов кривизныповерхностей основных и соответствую"щих дополнительных обтекателей доланы быть одинаковыми.Предлагаемый датчик скоростипозволяет расширить диапазон измеряемых скоростей и повысить точностьизмерения, 320244120244 Вю Составител Техред З,П.Сысалий Корректор О.Тиго едактор Р.Цици акаэ 7732 сное Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектнал,Тиран 822 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений и 113035, Москва, И,Подл комитета ткрытий аущская