Устройство для определения скорости потоков

ОП

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВ1ОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 42о, 15

Заявлено 29.Ч11.1968 (№ 1258956/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 17.!!1.1970. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования опи сания 2.VII.!370

Комитет по делам изобретений и OTKpblTNM при Совете Министров

СССР.ЧПК 6 01р 5/04

УДК 532.574.1(088.8) Авторы изобретения

М. И. Верба, В. П. Маякин и А. П. Щеренко

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКОВ

Изобретение относится к области гидродинамики и тепломассообмена и может быть использовано для измерения скорости потоков жидкости или газа как по величине, так и по направлению.

Известно устройство для определения скорости потоков, содер>кащес корпус и отклоняющийся под действием динамического напора чувствительный элемент, индикатор перемещения чувствительного элемента и электроизмерительную схему.

Однако, это устройство имеет нсвтпсокую чувствительность, требующую многокаскадноIo усиления, его невозможно использовать в непрозрачной среде, кроме того, оно сложно в изготовлении.

Отличием предлагаемого устройства является то, что, с целью повышения чувствительности и возможности измерений в непрозрачных средах, чувствительный элемент в нем выполнен в виде упругой, нити с выступа1ощим из нижней части корпуса концом, в средней части которой укреплен металлический капилляр, а индикатор перемещения выполнен в виде катушки индуктивности, охватывающей капилляр, и диаметрально расположенных микротермисторов, включенных в равновесный мост. КрОмс того, устроиство с целью расширения диапазона измерений снаб:кено пар011 диаметрально расположенных электромагнитов, связанных через электронньш регулятор с равновесным мостом, а капилляр выполнен пз ферромагнитного материала. С целью же учета изменения направления скорости Оно снабжено второй парой микротермисторов и электромагнитов, установленных перпендикулярно к первым.

С целью возможности измерений вертикальных потоков устройство содержит дополни1р тельный электромагнит для поддержки упругой нити во взвешенном положении.

1-Iа фпг. 1 изображена принцшг11альная схе;13 предлагаемого устройства для измерения н 3 фиг. 2 дана c Ycli I 3 1133131>II II .,IIh-!

5 но1.о канала устройства.

В корпусе устройства на clo верх11см основании через гермстизирующсе уплотпепис 2 у к р е и л е l l;1 т О н I< а я у п р у Г 3 11 с т е кл я н н 3 я 1 I и т ь э с надетым на нее металлическим капилля2р ром 4. На корпусе, охватывая капилляр 4, намотаны витки катушки 5 индуктивности, питаемой от генератора высокой частоты. Ниже катушки 5 в корпусе жестко диаметрально противоположно заделаны микротермисторы 6.

Еще ниже вокруг корпуса расположены в таком же порядке, как и микротермисторы 6 электромагниты 7. В нижней части корпус переходит в капилляр (зонд) 8 небольшого диаметра (порядка 0,8 — 1ь11), из которого зр выступает llollcII упру 011 llllTII > (порядка

266399

50 — 100 мк). Корпус связан с микрометрическим устройством для перемещения.

Устройство работает следующим образом, Катушка 5 индуктивности, питаемая от генератора высокой частоты, служит для нагрева металлического капилляра 4, вокруг которого в непосредственной близости расположены микротермисторы б. Диаметрально расположенные из них соединены в равновесную мостовую схему.

Термометрический мост образован микротермисторами б, установочными сопротивлениями 9 и 10. Батарея 11 служит для питания моста.

Перемещение упругой стеклянной нити 8 под воздействием динам ического напора вместе с нагретым капилляром 4 вызывает изменение температурного поля вокруг окружающих его микротермисторов б, сопротивление одного из них, от которого капилляр удаляется, резко возрастает, а другого, к которому он приближается, — уменьшается.

С измерительной диагонали моста сигнал разбаланса, полярность которого определяется знаком смещения капилляра 4 от первоначального положения, подается чер ез усилитель 12 на исполнительный электродвигатель И, управляющий реохордом 14.

Исполнительные электромагниты также включены попарно дифференциально в мостовые схемы.

Реохорд 14 служит для дифференциального изменения тяговой силы электромагнитов 7 в соответствии со знаком и величиной разбаланса измерительного термометрического моста.

Коэффициент усиления цепи обратной связи следящей системы устанавливается с помощью сопротивления 15 и изменения напряжения батареи 1б, питающей исполнительный мост электромагнитов.

Знак и величина напряжения в диагонали исполнительного электромагнитного моста функционально связаны с направлением и величиной силового воздействия исследуемого потока на чувствительный кончик упругой нити 8.

При постоянном напряжении пйтания эЛеК тромагнитного моста перемещение движка реохорда 14 также функционально связано с величиной и направлением силы воздействия динамического напора, а следоавтельно, и скорости течения, Выходное напряжение U=f (динамического напора) подается на измерительный прибор (осциллограф или микровольтметр).

Измерительная схема градуирована в единицах динамического напора.

Предм ет изобретения

1, Устройство для определения скорости потоков, содержащее корпус и отклоняющийся под действием динамического .напора чувствительный элемент, индикатор перемещения чувствительного элемента и электроизмерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и возможности измерений в непрозрачных средах, в нем чувствительный элемент выполнен в виде упругой нити с выступающим из нижней части корпуса концом, в средней части которой укреплен металлический капилляр, а индикатор перемещения выполнен в виде катушки индуктивности, охватывающей капилляр, и диаметрально расположенных микротермисторов, в кл юч енных в р а вн о весный м ост.

2, Устройство по п. 1, отличаюгиеес>г тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено парой диаметрально расположенных электромагиитов, связанных через электронный регулятор с равновесным мостом, а капилляр выполнен из ферромагнитного материала.

3, Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что, с целью учета изменения Направления скорости, оно снабжено второй парой микротермисторов и электромагнитов, установленных перпендикулярно первым.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что, с целью возможности измерения вертикальных потоков, оно содержит дополнительный электромагнит для поддержки упругой нити во взвешенном положении.