CS242805B1

CS242805B1 - Hot Anemometer Probe

Info

Publication number: CS242805B1
Application number: CS845712A
Authority: CS
Inventors: Vitezslav Jelen
Original assignee: Vitezslav Jelen
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS571284A1

Abstract

Řešení ae týká sondy žárového anemometru a konstantní teplotou žhaveného drátku k měření rychlosti proudění s vyloučením vlivu teploty prostředí. Uvedená sonda je sestavena ze dvou čidel shodně umístěných a orientovaných v prostředí o proměnlivé hustotě a teplotě. První čidlo má poměr délky žhaveného drátku k jeho průměru 80 až 100, kdežto druhé čidlo má tento poměr 6 až 14. Hroty obou čidel jsou materiálově, konstrukčně i rozměrově shodné.Solution ae concerns a hot wire anemometer probe with a constant temperature of a hot wire for measuring the flow velocity, excluding the influence of the ambient temperature. The said probe is composed of two sensors identically positioned and oriented in an environment of variable density and temperature. The first sensor has a ratio of the length of the hot wire to its diameter of 80 to 100, while the second sensor has this ratio of 6 to 14. The tips of both sensors are identical in material, construction and dimensions.

Description

(54) (61) (23) Výstavní priorita (22) Přihlášeno 24 07 84 (21) PV 5712-84 (40) Zveřejněno 31 08 85 (45) Vydáno 01 04 88(54) (61) (23) Exhibition Priority (22) Registered 24 07 84 (21) PV 5712-84 (40) Published 31 08 85 (45) Published 01 04 88

JELEN VÍTĚZSLAV ing. CSc., PRAHAJELEN VÍTĚZSLAV ing. CSc., PRAGUE

Sonda žárového anemometruHot anemometer probe

Řešení ae týká sondy žárového anemometru a konstantní teplotou žhaveného drátku k měření rychlosti proudění s vyloučením vlivu teploty prostředí. Uvedená sonda je sestavena ze dvou čidel shodně umístěných a orientovaných v prostředí o proměnlivé hustotě a teplotě. První čidlo má poměr délky žhaveného drátku k jeho průměru 80 až 100, kdežto druhé čidlo má tento poměr 6 až 14. Hroty obou čidel jsou materiálově, konstrukčně i rozměrově shodné.The solution ae relates to a glow anemometer probe and a constant temperature of the hot wire to measure the flow velocity excluding the influence of ambient temperature. Said probe is composed of two sensors arranged and oriented in a variable density and temperature environment. The first sensor has a ratio of the length of the heated wire to its diameter of 80 to 100, while the second sensor has this ratio of 6 to 14. The tips of the two sensors are identical in material, construction and size.

(51) Int Cl?(51) Int Cl?

G 01 P 5/12G 01 P 5/12

242 805242 805

Vynález ee týká eondy žárového anemometru s konstantní teplotou žhaveného drátku k měření rychlosti proudění s vyloučením vlivu teploty prostředí.The invention relates to the constant temperature temperature of a hot wire glow anemometer for measuring the flow velocity excluding the influence of ambient temperature.

Dosavadní stav techniky neumožňuje měřit žárovým anemometrem rychlost proudění v prostředí o proměnlivé teplotě a hustotě, například při měření proudění v pístových strojích a jejich potrubních systémech. Stanovení okamžitých teplot hrotu měřící sondy žárového anemometru je jednou z podmínek, podmiňujících použití anemometrie i na tuto oblast. Experimentální zjištění teplot hrotů sondy obvyklými způsoby, například termočlánkem nebo odporovým teploměremjje velmi svízelné a u rychle proměnných dějů prakticky nemožné, vzhledem k tepelné setrvačnosti měřidla. Typické uspořádání stávajících sond pro měření rychlosti proudění je charakterizováno zejména poměrem délky žhaveného drátku k jeho průměru. Tento poměr obvykle bývá 200 až 500 : 1 a někdy i více.The prior art does not make it possible to measure the flow velocity in a variable temperature and density environment, for example when measuring flow in piston machines and their piping systems, by means of a heat anemometer. The determination of the instantaneous tip temperatures of the glow anemometer measuring probe is one of the conditions for the application of anemometry to this area. Experimental determination of probe tip temperatures by conventional means, such as a thermocouple or resistance thermometer, is very arduous and virtually impossible in rapidly varying events due to the thermal inertia of the meter. The typical arrangement of existing flow velocity probes is characterized in particular by the ratio of the length of the hot wire to its diameter. This ratio is usually 200 to 500: 1 and sometimes more.

Nevýhody dosavadního stavu techniky spočívají především v tom, že při měření v prostředí s proměnnou teplotou sledují hroty sondy vzhledem ke své setrvačnosti tuto teplotu s neznámým fázovým zpožděním a amplitudovou deformací. Tepelný tok hrotů pak kolísá a signál sondy anemometru nelze jednoznačně vyhodnotit.The disadvantages of the prior art are that, when measured in a variable temperature environment, the probe tips observe this temperature with an unknown phase delay and amplitude deformation due to their inertia. The heat flux of the tips then fluctuates and the anemometer probe signal cannot be clearly evaluated.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny sondou žárového anemometru s konstantní teplotou žhaveného drátku k měření rychlosti proudění s vyloučením vlivu teploty a hustoty prostředí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je sestavena ze dvouThese drawbacks are overcome by a constant temperature glow wire glow wire probe to measure the flow velocity excluding the effect of temperature and environmental density according to the invention, which consists of two

242 805 čidel shodne umístěných a orientovaných v prostředí” o proměnlivé hustotě 'a teplote. První čidlo má poměr délky žhaveného drátku k jeho průměru 80 - 100, kdežto druhé čidlo má tento poměr 6-14. Hroty obou čidel jsou materiálové, konstrukčně i rozměrově shodné.242 805 sensors of the same location and orientation in a variable density and temperature environment. The first sensor has a ratio of heated wire length to its diameter of 80-100, while the second sensor has a ratio of 6-14. The tips of both sensors are identical in material, construction and size.

Sonda Žárového anemometru $ teplotou žhaveného drátku k měření rychlosti proudění s vyloučením vlivu teploty a hustoty prostředí je sestavena ze dvou čidel. První čidlo je charakterizováno poměrem délky žhaveného drátku k jeho průměru, který je 80 - 100, kdežto druhé čidlo poměrem 6 - 14. Hroty obou sond jsou materiálově, konstrukčně i rozměrově shodné, aby bylo docíleno stejných vlastností při obtékání proudícím prostředím a stejné tepelné setrvačnosti hrotů. První čidlo reaguje na změny rychlosti, teploty a hustoty proudícího prostředí a na odvod tepla do hrotů. U druhého čidla je potlačena reakce na rychlost proudění. Systém anemometru bude u druhého čidla kompenzovat pouze odvod tepla do jeho hrotů. Takto lze systém staticky ocejchovat, t.j. graficky určit cejchovní čáru výstupního signálu anemometru na teplotě hrotů. Nyní lze shodnou technikou a za stejných podmínek vyhodnotit výstupní signál anemometru způsobem běžným pro záznamy rychle proměnných periodických jevů s použitím výěe uvedené cejchovní Čáry, čímž bude vyloučen vliv proměnné teploty měřeného prostředí. Takto vzniklou sondou anemometru lze měřit v případě, kdy dochází k periodickým jevům s dobrou opakovatelností.The heat anemometer probe of the temperature-heated wire for measuring flow velocity excluding the effect of temperature and environmental density is composed of two sensors. The first sensor is characterized by a ratio of the length of the heated wire to its diameter of 80-100, while the second sensor is a ratio of 6-14. spikes. The first sensor reacts to changes in velocity, temperature and density of the flowing environment and heat dissipation into the tips. In the second sensor, the response to the flow velocity is suppressed. The anemometer system of the second sensor will only compensate heat dissipation into its tips. In this way, the system can be statically calibrated, i.e. graphically determine the calibration line of the anemometer output signal at the tip temperatures. It is now possible, using the same technique and under the same conditions, to evaluate the output signal of the anemometer in the usual manner for recording fast variable periodic phenomena using the above calibration line, thereby eliminating the influence of the variable temperature of the measured environment. The resulting anemometer probe can be measured when periodic phenomena with good repeatability occur.

Při případném postupném snímání rychlosti proudění a průběhu spádu teploty na hrotech sondy je nutno splnit přepoklad, aby v měřeném bodě, pokud se týče rychlosti změn teploty a hustoty prostředí byly v daných Časech shodné podmínky.In case of possible gradual sensing of the flow velocity and the course of the temperature drop on the probe tips, it is necessary to fulfill the assumption that at the measured point the conditions in terms of the rate of change of temperature and the density of the environment are identical at given times.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

242 805

A constant temperature glow wire temperature probe for measuring flow velocity 'excluding the effect of temperature and environmental density', characterized in that it consists of two sensors identically positioned and oriented in a variable density and temperature environment, the first sensor having a length ratio of the heated wire to its diameter of 80-100, while the second sensor has this ratio of 6-14 and the tips of both sensors are identical in material, construction and size.