PL63237B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.IX.1971 63237 KI. 42 o, 15 MKP G 01 p, 5/10 Wspóltwórcy wynalazku: Jan Kielbasa, Józef Rysz, Andrzej Smolarski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Mechaniki Górotwo¬ ru), Kraków (Polska) Anemometr oscylacyjny Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny ane¬ mometr oscylacyjny bedacy urzadzeniem do mierze¬ nia predkosci przeplywu gazu, zwlaszcza powol¬ nych przeplywów powietrza w tunelach aerody¬ namicznych, w pomiarach klimatyzacyjnych i wen¬ tylacyjnych. Nadaje sie on do pomiarów przeply¬ wowych izotermicznych jak równiez z silnymi gradientami temperatur.Dotychczas do takich pomiarów uzywano ane- mometrów z unoszonym sygnalem cieplnym.W zaleznosci od sposobu wytworzenia w ply¬ nacym • gazie sygnalu cieplnego, anemometry te dzieli sie na anemometry z sinusoidalnym sygnalem cieplnym lub impulsowym sygnalem cieplnym. W obu przypadkach czujnik sklada sie z dwu cienkich drutów lub dwu siatek wykona¬ nych z cienkich drutów umieszczonych równo¬ legle do siebie a prostopadle do strumienia.W pierwszym przypadku drut znajdujacy sie od strony zawietrznej zasila sie pradem stalym z na¬ lozona skladowa zmienna. Prad ten ogrzewa drut, który z kolei nagrzewa oplywajacy go gaz. Gaz po¬ ruszajac sie przenosi te temperaturowa informacje do drugiego drutu, który pelni role termometru oporowego o malej cieplnej bezwladnosci. Opóznie¬ nie fazowe jakie powstaje pomiedzy sinusoidalnym sygnalem zasilajacym nadajnik a sinusoidalnym sygnalem uzyskanym z detektora moze byc mie¬ rzone za pomoca oscyloskopu lub fazomierza. Jest ono miara predkosci plynacego gazu. 10 15 20 25 30 W anemometrze z impulsowym sygnalem cie¬ plnym nadajnik sygnalu zasila sie ciagiem prosto¬ katnych impulsów elektrycznych. Gaz nagrzewa¬ jacy sie na nadajniku przenosi sygnal do dete¬ ktora. Sygnal zasilajacy nadajnik jest równoczesnie kierowany do elektronowego miernika czasu uru¬ chamiajac go, a impuls dotarlszy do detektora jest poprzez wzmacniacz kierowany takze do cza¬ somierza zatrzymujac go. Czas wskazany przez zegar jest czasem przelotu sygnalu cieplnego na drodze nadajnik-detektor, która jest znana. Czas ten jest odwrotnie proporcjonalny do predkosci gazu.Inne rozwiazanie anemometru impulsowego po¬ lega na uzyciu dwu czujników skladajacych sie z nadajnika i detektora, tak umieszczonych w stru¬ mieniu gazu wzgledem siebie, ze detektory znaj¬ duja sie w jednej plaszczyznie prostopadlej do strumienia gazu, natomiast nadajniki sa wzgledem siebie przesuniete o znana odleglosc. Generator impulsów prostokatnych zasila jeden nadajnik bezposrednio, a drugi poprzez linie opózniajaca.Czas opóznienia tak jest dobrany, aby oba sygnaly cieplne dotarly do swych detektorów w tej samej chwili, co mozna obserwowac na oscyloskopie, mostku elektrycznym itp. Znajac czas opóznienia, który odczytuje sie z linii opózniajacej i odleglosc pomiedzy nadajnikami, mozna bezposrednio wy¬ znaczyc predkosc. Wyznaczony czas przelotu jest odwrotnie proporcjonalny do predkosci gazu. 63 23763 237 3 Niedogodnoscia techniczna wspomnianych ane- mometrów jest duza zlozonosc zastosowanej apa¬ ratury elektronowej. Nalezy takze podkreslic, ze na elementach pomiarowych a wiec nadajniku i detektorze powstaja na skutek bezwladnosci cie¬ plnej dodatkowe opóznienia fazowe i znieksztalce¬ nia ksztaltu sygnalu, które bardzo utrudniaja po¬ miar. Wspomniane przyrzady nie nadaja sie do przesylania informacji na znaczne odleglosci, gdyz powstajace wówczas w linii przesylowej paso¬ zytnicze opóznienia moga znacznie zaklócic po¬ miar.Celem wynalazku jest opracowanie przyrzadu mierzacego predkosc gazu, pozbawionego niedo¬ godnosci znanych przyrzadów.Cel ten osiagnieto przez skonstruowanie ane¬ mometru dajacego informacje w formie sygnalu cieplnego-','którego czestotliwosc jest miara pred¬ kosci gazu. - ..Anemometr oscylacyjny zawiera uklad sklada¬ jacy sie ze wzmacniacza oraz czujnika pomiarowe¬ go majacego nadajnik sygnalu cieplnego oraz de¬ tektor tegoz sygnalu, który to nadajnik i dete¬ ktor sygnalu umieszczone sa w strumieniu prze¬ plywajacego gazu w stalej odleglosci miedzy soba i jako istotna ceche ma to, ze nadajnik sygnalu cieplnego, detektor temperatury gazu, plynacy gaz przenoszacy sygnal cieplny z nadajnika do dete¬ ktora oraz wzmacniacz tworza petle dodatniego sprzezenia zwrotnego. Do wzmacniacza dolaczony jest miernik czestotliwosci.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawia¬ jacym schemat blokowy anemometru oscylacyjnego.Nadajnik 2 sygnalu cieplnego oraz detektor 3 tem¬ peratury umieszczone sa w przewodzie 1 prosto¬ padle do strumienia. Nadajnik 2 polaczony jest z wyjsciem wzmacniacza 4. Detektor 3 polaczony jest z wejsciem wzmacniacza. Do wyjscia wzmac¬ niacza 4 dolaczony jest miernik czestotliwosci 5. 10 15 30 35 Dzialanie anemometru oscylacyjnego wedlug wy¬ nalazku polega na tym, ze sygnal elektryczny wy¬ chodzacy ze wzmacniacza 4 i zasilajacy nadajnik 2 nagrzewa ten nadajnik powodujac tym samym odpowiednie nagrzewanie gazu oplywajacego na¬ dajnik. Gaz ten docierajac do detektora 3 spowo¬ duje jego wieksze czy mniejsze ogrzanie, co spo¬ woduje powstanie odpowiedniego sygnalu ele¬ ktrycznego, który zostaje skierowany do wyjscia wzmacniacza 4, a sygnal ten po wzmocnieniu znów zasila nadajnik. Pomiedzy wyjsciem a wej¬ sciem wzmacniacza powstaje dodatnie sprzezenie zwrotne, gdzie elementem sprzegajacym jest ply¬ nacy strumien gazu. Czestosc, generowanych drgan jest zalezna od opóznienia jakie zachodzi na dro¬ dze nadajnik-detektor, zalezy tym samym od predkosci gazu.Zaletami anemometru oscylacyjnego wedlug wy¬ nalazku sa bardzo prosta aparatura, mozliwosc zdalnego pomiaru predkosci gazu, gdyz sygnal czestotliwosci moze byc przesylany na dalekie od¬ leglosci. Czestosc drgan generowanych jest linio¬ wa funkcja predkosci gazu. Anemometr umozliwia takze pomiar chwilowych wartosci predkosci gazu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Anemometr oscylacyjny, zawierajacy uklad, któ¬ ry sklada sie ze wzmacniacza oraz czujnika pomia¬ rowego majacego nadajnik sygnalu cieplnego oraz detektor tegoz sygnalu, który to nadajnik i dete¬ ktor sygnalu umieszczone sa w strumieniu prze¬ plywajacego gazu w stalej odleglosci miedzy soba, znamienny tym, ze nadajnik (2) sygnalu cieplnego, detektor (3) temperatury gazu, wzmacniacz (4) oraz plynacy gaz przenoszacy sygnal cieplny two¬ rza petle dodatniego sprzezenia zwrotnego, przy czym do wzmacniacza <4) dolaczony jest miernik czestotliwosci (5). f^^//^^^^ TT Bltk zam. 1463/71 260 egz. A4 PL