PL101408B1

PL101408B1 - SYSTEM FOR MEASURING GAS FLOW RATE

Info

Publication number: PL101408B1
Application number: PL19488476A
Authority: PL
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1978-12-30

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru predkosci przeplywu gazu.The subject of the invention is a system for measuring the gas flow velocity.

Znane sa czujniki cieplne do pomiaru predkosci przeplywu gazu stanowiace zwykle galaz mostka Wheatstone'a. Wraz ze zmiana predkosci przeplywu gazu zmienia sie temperatura, a wiec równiez i rezystancja czujnika cieplnego, której zmiany odczytywane sa w postaci zmian napiecia mostka Wheatstone'a, przeksztalcaja¬ cego zmiany rezystancji na zmiany napiecia.Thermal sensors for measuring gas flow velocity are known and are usually a branch of the bridge Wheatstone. As the gas flow rate changes, the temperature changes, and so does the resistance thermal sensor, the changes of which are read in the form of changes in the Wheatstone bridge voltage, transforming changes in resistance to changes in voltage.

Wada tych czujników jest ich duza bezwladnosc cieplna oraz niedokladnosc pomiarów spowodowana wplywem temperatury gazu na rezystancje czujnika oraz zaleznoscia temperatury, do jakiej zostanie ochlodzony czujnik od zmian ciepla wlasciwego gazu.The disadvantage of these sensors is their high thermal inertia and due to inaccuracies of measurements the effect of gas temperature on the sensor resistance and the temperature dependence to which it will be cooled sensor from changes in the specific heat of the gas.

Znane sa równiez uklady do pomiaru predkosci przeplywu gazu skladajacego sie z odcinka przewodu rurowego, w którego jednym punkcie umieszczone sa elektrody zasilane generatorem wysokiego napiecia, a w drugim — czujnik obecnosci jonów. Przeskok iskry miedzy elektrodami powoduje jonizacje gazu. Wytworzo¬ ne jony unoszone sa przez poruszajacy sie gaz. Pomiar predkosci przeplywu gazu jest tutaj realizowany poprzez pomiar czasu przeplywu jonów miedzy punktem, w którym wytwarzane sa jony gazu, a czujnikiem obecnosci jonów.Systems for measuring the velocity of gas flow consisting of a conduit section are also known tubular, in which one point is placed electrodes powered by a high voltage generator, and in the second - an ion presence sensor. The spark between the electrodes causes ionization of the gas. Produced The ne ions are carried away by the moving gas. The measurement of the gas flow velocity is performed here via measuring the flow time of ions between the point where gas ions are produced and the presence sensor ions.

Wada tych ukladów jest koniecznosc stosowania w nich generatora wysokiego napiecia oraz skomplikowa¬ nych i kosztownych zespolów elektronicznych.The disadvantage of these systems is the necessity to use a high voltage generator and the complexity expensive and expensive electronic assemblies.

Znany jest takze z polskiego opisu patentowego nr 79880 czujnik naprezno-oporowy do pomiaru predkosci przeplywu mediów cieklych zestawiony z elementu sprezystego, tensometrów oporowych i przyrzadu wskazuja¬ cego, charakteryzujacy sie tym, ze element sprezysty ma ksztalt preta wydrazonego korzystnie o przekroju prostokatnym, wmontowany jednym koncem w scianke przewodu i posiadajacy co najmniej jedna pare tensometrów oporowych umieszczonych na wewnetrznych przeciwleglych sciankach preta. Czujnik ten ze wzgledu na swoja stosunkowo duza sztywnosc nie nadaje sie do pomiaru predkosci przeplywu mediów o mniejszej gestosci niz ciecze np. gazów.A tension-resistance sensor for measuring the speed is also known from the Polish patent description No. 79880 flow of liquid media composed of an elastic element, resistance strain gauges and an indicator device which is characterized by the fact that the elastic element has the shape of a hollow rod, preferably with a cross-section rectangular, fitted at one end to the wall of the conduit and having at least one pair resistance strain gauges placed on the inner opposite walls of the rod. This sensor from Due to its relatively high stiffness, it is not suitable for measuring the flow velocity of media less dense than liquids, e.g. gases.

Uklad do pomiaru predkosci przeplywu gazu wedlug wynalazku jest wyposazony w odcinek przewodu2 101 408 rurowego z otworem przelotowym w jego bocznej scianie. Do krawedzi tego otworu przymocowane jest naczynie z ciecza o wlasnosciach termo- i elektroizolacyjnych. W odcinku przewodu rurowego umieszczona jest plaska sprezyna, której koniec zamocowany jest w dnie naczynia z ciecza. Na sprezynie naklejone sa tensometry calkowicie zanurzone w cieczy.The system for measuring the gas flow velocity according to the invention is provided with a conduit section 2 101 408 pipe with a through hole in its side wall. A vessel is attached to the edge of this opening made of liquid with thermal and electrical insulating properties. A flat is placed in the pipe section a spring whose end is attached to the bottom of the liquid vessel. Strain gauges are attached to the spring completely immersed in the liquid.

Strumien przeplywajacego gazu powoduje ugiecie sprezyny w funkcji predkosci przeplywajacego gazu.The gas flow causes the spring to deflect as a function of the velocity of the flowing gas.

Zmiany ugiecia sprezyny odbierane sa jako zmiany rezystancji naklejonych na niej tensometrów. Zmiany rezystancji tensometrów odczytywane sa z kolei w postaci zmian napiecia wyjsciowego mostka tensometryczne- go.Changes in the deflection of a spring are perceived as changes in the resistance of the strain gauges glued on it. Changes strain gauge resistances are read in the form of changes in the output voltage of the strain gauge bridge - him.

Uklad do pomiaru predkosci przeplywu gazu wedlug wynalazku charakteryzuje sie prosta konstrukcja i prosta technologia wytwarzania. Zabezpieczenie tensometrów przed zetknieciem z przeplywajacym gazem poprzez calkowite zanurzenie ich w cieczy zapobiega powstawaniu dodatkowych zmian rezystancji wywolanych krótkotrwalymi zmianami temperatury gazu oraz chlodzeniem tensometrów strumieniem przeplywajacego gazu.The gas flow velocity measuring system according to the invention is characterized by a simple structure and simple manufacturing technology. Protection of strain gauges against contact with flowing gas by completely immersing them in the liquid, it prevents additional changes in the induced resistance short-term changes in gas temperature and the cooling of strain gauges with a stream of flowing gas.

Symetria budowy ukladu do pomiaru predkosci przeplywu gazu wedlug wynalazku umozliwia stosowanie go równiez przy zmiennym zwrocie przeplywu gazu, przy czym zmiany zwrotu przeplywu gazu sygnalizowane sa zmiana znaku napiecia wyjsciowego mostka tensometrycznego.The symmetry of the structure of the system for measuring the gas flow rate according to the invention makes it possible to use it also with a variable gas flow return, whereby changes in the gas flow return are signaled change of the sign of the output voltage of the strain gauge.

Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku przedstawiajacym uklad w przekroju wzdluznym.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing showing the system in longitudinal section.

Uklad wedlug wynalazku jest wyposazony w odcinek przewodu rurowego 1 z otworem przelotowym w jego bocznej scianie. Oo krawedzi tego otworu przymocowane jest naczynie 2 z ciecza. W odcinku przewodu rurowego 1 umieszczona jest plaska sprezyna 3, której koniec zamocowany jest w dnie naczynia 2. Na sprezynie 3 naklejone sa tensometry 4, których odprowadzenia 5 do mostka tensometrycznego znajduja sie równiez w dnie naczynia 2. < Strumien czynnika gazowego przeplywajacego przez odcinek przewodu rurowego 1 powoduje ugiecie sprezyny 3 zalezne od predkosci przeplywajacego gazu. Zmiany ugiecia sprezyny 3 wywolane zmiana predkosci przeplywajacego gazu powoduja zmiany rezystancji tensometrów 4. Zmiany rezystancji tensometrów 4 przekazane poprzez odprowadzenia 5 do mostka tensometrycznego odczytywane sa w postaci zmian napiecia wyjsciowego mostka tensometrycznego.The system according to the invention is provided with a section of tubing 1 with a through hole in its side wall. A vessel 2 of liquid is attached to the edge of this opening. In a stretch of conduit pipe 1, a flat spring 3 is placed, the end of which is fixed in the bottom of the vessel 2. On the spring 3 there are 4 strain gauges attached, the 5 leads of which to the strain gauge bridge are also in the bottom vessels 2. < The flow of gaseous medium flowing through the pipe section 1 causes a deflection springs 3 depending on the speed of flowing gas. Change in the deflection of the spring 3 induced by the change in speed of flowing gas cause changes in strain gauge resistance 4. Changes in strain gauge resistance 4 transmitted through leads 5 to the strain gauge bridge are read in the form of voltage changes output strain gauge bridge.

Claims

1. Patent claim A system for measuring the speed of gas flow, in the form of a pipe section with a flat spring placed in it with strain gauges glued on it, in the side wall of which there is a through hole, characterized in that a vessel (2) with a liquid with insulating and electrically insulating properties, with a flat spring (3) fixed to the bottom of the vessel (2) so that the strain gauges (4) are completely immersed in the liquid. Wash. Typographer. UP PRL, circulation 120 + 18 Price PLN 45