Pierwszenstwo: 16.12.1971 (P.152184) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.04.1975 74428 KI. 42o,15 MKP GOlp 5/00 CZYTELNIA fJnaó* *-a to*:.Twórcy wynalazku: Antoni Czapla, Andrzej Borecki, Joachim Górecki Uprawniony z patentu tymczasowego: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Czujnik predkosci powietrza Przedmiotem wynalazku jest czujnik predkosci przeplywajacego powietrza, zwlaszcza dla potrzeb wentylacji górniczej.Dotychczas stosowane anemometry skrzydelkowe lub czaszowe sa przeznaczone do bezposrednich od¬ czytów predkosci powietrza, a nie do przekazywania mierzonej wielkosci na odleglosc. Ewentualne wy¬ posazenie ich w uklad elektryczny do przekazywa¬ nia danych pomiarowych jest klopotliwe. Dalszymi wadami tych przyrzadów jest brak mozliwosci po¬ miaru malych predkosci ze wzgledu na wystepuja¬ ce w nich tarcie mechaniczne oraz to, ze nie sa przystosowane do pomiaru predkosci w obu kie¬ runkach.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych nie¬ dogodnosci i wad oraz opracowanie czujnika pro¬ stego w budowie i zapewniajacego duza doklad¬ nosc pomiaru, nawet przy malych predkosciach przeplywu czynnika.Cel wynalazku zostal rozwiazany przez zastoso¬ wanie dyszy ustawionej prostopadle do wektora mierzonej predkosci. Wektor ten tworzy z osia dy¬ szy plaszczyzne, w której ustawione sa dwa ko¬ lektory naprzeciwko tej dyszy, w pewnej odleglosci od jej wylotu i symetrycznie do niej.Kolektory moga miec rózny ksztalt i maja byc za¬ mocowane sztywno na koncach sprezystych belek, których ugiecie pod wplywem padajacego strumie¬ nia gazu lub cieczy jest mierzone za pomoca zna¬ nych tensometrów. Moga takze miec ksztalt dysz 15 21 30 zamocowanych nieruchomo wzgledem zasilajacej dyszy. Wówczas .powstala w nich róznica cisnien jest mierzona za pomoca przetwornika, zaopatrzonego w sprezyste membrany, których ugiecie jest mie¬ rzone jedna ze znanych metod, na przyklad induk¬ cyjna.Tak wykonany czujnik ma te ceche,a jednoczes¬ nie zalete, ze mozna uzyskac nim bardzo dokladne pomiary przeplywu powietrza nawet przy predkos¬ ciach zblizonych do zera, co uzyskano przede wszystkim przez wyeliminowamde wszelkich ele¬ mentów ruchomych, w których wystepuje tarcie mechaniczne. Czujnik ma przy tym duzy zakres pomiarowy o liniowej charakterystyce i jednoczes¬ nie prosta budowe. Dalsza zaleta czujnika jest to, ze umozliwia latwe i bezposrednie przetwarzanie mierzonej wielkosci na sygnal elektryczny, który w zaleznosci od potrzeby mozna przeniesc do do¬ wolnego miejsca zakladu górniczego. Ze wzgledu na mozliwosc umieszczenia elektronicznego ukladu pomiarowego poza miejscem pomiaru, czujnik jest iskrobezpieczny, co umozliwia stosowanie go w atmosferze wybuchowej, na przyklad w kopalniach gazowych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czujnik z kolektorami zamocowanymi na koncach sprezystych belek, w przekroju podluz¬ nym, fig. 2 — odmiane czujnika z kolektorami za- 7442874428 3 mocowanymi nieruchomo wzgledem dyszy zasilaja¬ cej w przekroju podluznym.W sciance rury 1, przez która przeplywa mierzo¬ ny czyfnnik, na przyklad powietrze, jesit osadzona z jednej strony dysza 2 polaczona z odpowiednim zródlem zasilania. Tym zródlem zasilania moze byc rurociag centralnie zasilajacy urzadzenia górnicze lub sprezarka.W przykladzie wykonania czujnika podstawowe¬ go na fig. 1, naprzeciwko dyszy 2 symetrycznie wzgledem jej osi sa zamocowane dwa kolektory 3 i 4 do sprezystych belek 5 i 6 po zewnetrznej stro¬ nie tej rury. Drugostronnie belki 5 i 6 sa zamoco¬ wane,trwale jia przekladkach 7 do scianki rury 1 oraz; sa j^aojpatrzonfe w jfcensometry 8 i 9, polaczone w ukladzie pelnego mostka tensometrycznego, mie¬ rzacego róznice ugiec dbu belek. Mostek tensome- trycfcny4*¦"*J$?t*~ poTaczony z ukladem elektronicz- nyniJO.Opisany czujnik dziala w sposób nastepujacy.W przypadku gdy przez rure 1 nie ma przeplywu powietrza, strumien sprezonego czynnika wyplywa¬ jacego z dyszy 2 pokrywa sie dokladnie z osia sy¬ metrii, znajdujaca sie pomiedzy obydwoma kolek¬ torami 3, 4. W takim przypadku ugiecia belek 5 i 6 sa jednakowe, a zatem i tensometryczny mostek znajduje sie w stanie równowagi. W przypadku jednak, gdy w rurze 1 pojawi sie strumien prze¬ plywajacego powietrza, wówczas nastapi wychyle¬ nie strumienia czynnika wyplywajacego z dyszy 2, z osi symetrii pomiedzy kolektorami 3, 4 oraz róz¬ nica napiec belek 5 i 6. W tej sytuacji nastapi rów¬ niez zachwianie równowagi tensometrycznego most¬ ka, które jest wprosftproporcjonalne do predkosci przeplywu powietrza w rurze 1.W przykladzie wykonania czujnika podstawowe¬ go na fig. 2, naprzeciwko dyszy 2, symetrycznie wzgledem jej osi sa zamocowane trwale w sciance rury 1 dwie dysze 11 i 12 polaczone przewodami 13 z elektrycznym prze.twornikiem, skladajacym sie z komór 14 zamknietych membranami 15. Membra¬ ny 15 po wewnetrznej ich stronie sa polaczone pre- 5 tern 16 przechodzacym przez otwory w rdzeniach i przesuwajacym zwore 17. Cewki indukcyjne osa¬ dzone w rdzeniach, tworza uklad mostka pomiaro¬ wego, który jest polaczony z ukladem elektronicz¬ nym 18. W przypadku przeplywu powietrza przez 10 rure 1 i wychyleniu strumienia nastapi zróznico¬ wanie cisnienia w komorach 14, które spowoduje poprzez membrany 15 odpowiednie poosiowe prze¬ mieszczenie sie preta 16 z zamocowana na nim zwo- ra 17, znajdujaca sie w szczelinie powietrznej obu 15 cewek indukcyjnych. Spowoduje to zmiany induk- cyjnosci, które sa wprositproporcjonalne do pred¬ kosci przeplywu mierzonego powietrza. Pomiar ten odbywa sie za pomoca znanego ukladu elektronicz¬ nego 18. 20 PL PL