RU12255U1 - DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA Download PDF

Info

Publication number
RU12255U1
RU12255U1 RU98123697/20U RU98123697U RU12255U1 RU 12255 U1 RU12255 U1 RU 12255U1 RU 98123697/20 U RU98123697/20 U RU 98123697/20U RU 98123697 U RU98123697 U RU 98123697U RU 12255 U1 RU12255 U1 RU 12255U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
sensors
measuring
speed
liquid media
Prior art date
Application number
RU98123697/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Т. Малышев
А.Г. Малышев
Original Assignee
Малышев Геннадий Тимофеевич
Малышев Андрей Геннадиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малышев Геннадий Тимофеевич, Малышев Андрей Геннадиевич filed Critical Малышев Геннадий Тимофеевич
Priority to RU98123697/20U priority Critical patent/RU12255U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU12255U1 publication Critical patent/RU12255U1/en

Links

Landscapes

  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

Устройство для измерения скорости и направления движения газообразных и/или жидких сред, содержащее приспособление для измерения направления движения и приспособление для измерения скорости со схемами измерения и индикации, отличающееся тем, что устройство выполнено преимущественно из трех термоанемометрических датчиков, каждый из которых соединен со своим усилителем ЭДС, соединенным, в свою очередь, с вычислительным блоком.A device for measuring the speed and direction of movement of gaseous and / or liquid media, containing a device for measuring the direction of movement and a device for measuring speed with measurement and indication circuits, characterized in that the device is made mainly of three hot-wire anemometric sensors, each of which is connected to its amplifier EMF, connected, in turn, with the computing unit.

Description

Устройство для измерения скорости и направления движения газообразных и / или жидких сред.A device for measuring the speed and direction of movement of gaseous and / or liquid media.

попезнаdumb

Настоящая V , относится к области измерительной техники и может быть использован5 для измерения скорости и направления потоков газа или жидкости.This V belongs to the field of measurement technology and can be used5 to measure the speed and direction of gas or liquid flows.

Известны устройства для измерения скорости и направления потока воздуха или воды, содержащие вертушку и флюгарку (руль), как, например, в автоматической радиометеорологической станции М-107 или вертушка морского типа ВММ ( 1 ).Known devices for measuring the speed and direction of air or water flow, containing a turntable and a windshield (steering wheel), as, for example, in an automatic radio meteorological station M-107 or a marine turntable VMM (1).

В этих устройствах вертушка является датчиком скорости потока, о которой судят по скорости вращения вертушки, а флюгарка разворачивает всё усфойство навстречу потоку и по углу разворота судят о направлении потока. Недостатками данных устройств являются большие габариты, вес, недостаточная надёжность и точность измерения. Недостатки обусловленны механическими принципами выполнения.In these devices, the pinwheel is a sensor of the flow rate, which is judged by the speed of rotation of the pinwheel, and the flygar turns all the usposts towards the stream and the direction of flow is judged by the angle of the turn. The disadvantages of these devices are large dimensions, weight, lack of reliability and accuracy of measurement. The disadvantages are due to mechanical principles of implementation.

Известны также устройства для измерения скорости потоков без движушихся частей, построенные на принципе взаимодействия нагретого чувствительного элемента с потоком. О скорости потока судят по степени остывания чувствительного элемента при омывании потоком. Такие устройства относятся к классу термоанемометров ( 2-5 ). Термоанемометры выгодно отличаются от вышеуказанных устройств: они миниатюрны, более точны и долговечны, обладают широким диапазоном измеряемых скоростей, имеют, как правило, круговую диаграмму направленности.Also known devices for measuring the speed of flows without moving parts, built on the principle of interaction of a heated sensor with a stream. The flow rate is judged by the degree of cooling of the sensing element when washing with a stream. Such devices belong to the class of hot-wire anemometers (2-5). Hot-wire anemometers compare favorably with the above devices: they are miniature, more accurate and durable, have a wide range of measured speeds, and, as a rule, have a circular radiation pattern.

МПК 6: GOIP 5/01,5/10,5/12,13/02.IPC 6: GOIP 5 / 01.5 / 10.5 / 12.13 / 02.

-2Однако, известные термоанемометры определяют только скорость-2 However, the known hot-wire anemometers only determine the speed

потока и не служат для определения его направления. Поэтому наиболее близким аналогом по отношению к заявляемому решению является вышеназванный прибор - морская вертушка ВММ ( 1, с.214-215 ), содержаший приспособление для измерения направления движения и приспособление для измерения скорости со схемами измерения и индикации.flow and do not serve to determine its direction. Therefore, the closest analogue with respect to the claimed solution is the above-mentioned device - VMM marine turntable (1, p. 214-215), which contains a device for measuring the direction of movement and a device for measuring speed with measurement and indication circuits.

Задачей настояшего решения является создание малогабаритного устройства термоанемометрического принципа действия, которое позволяет определять скорость и направление потока газообразных и жидких сред, а техническим результатом - повышение надёжности и точности измерения.The objective of this solution is to create a small-sized device of the hot-wire anemometer principle of operation, which allows you to determine the speed and direction of flow of gaseous and liquid media, and the technical result is to increase the reliability and accuracy of measurement.

Сушностью заявляемого решения является то, что устройство выполнено 11реимущес1венно из чрёх 1ермоанемометрических датчиков, каждый из которых соединён со своим усилителем ЭДС, соединённым, в свою очередь, с вычислительным блоком.The essence of the claimed solution is that the device is made 11 of four sensors, each of which is connected to its own EMF amplifier, which, in turn, is connected to a computing unit.

Заявляемое устройство иллюстрируется фиг. 1,2. На фиг. 1 представлено взаимное расположение датчиков и функциональная схема термоанемометра, на фиг.2 - графики зависимости гермоЭДС от направления потока.The inventive device is illustrated in FIG. 1,2. In FIG. 1 shows the relative position of the sensors and the functional diagram of the hot-wire anemometer, figure 2 - graphs of the dependence of the pressure on the direction of flow.

На примере реализации устройства цифрами обозначено: 1,2.3 - датчики ( термоанемометрические элементы ), 4 - поток среды, направление 0,5- поток, воздействуюший на датчики под углом 120 , 6,7,8, - усилители термоЭДС, 9 - блок вычисления среднего значения и отк.гтонения от среднего значения, 10 - блок памяти направления по дан-3ным пйвоначальной раскалибровки и дешифратор, 11 - блок линеаризацииOn the device implementation example, the numbers indicate: 1,2.3 - sensors (hot-wire elements), 4 - medium flow, direction 0,5 - flow acting on the sensors at an angle of 120, 6,7,8, - thermoEMF amplifiers, 9 - calculation unit average value and open decay from the average value, 10 - memory block of the direction according to the data of the initial calibration and decoder, 11 - linearization block

скорости потока, 12 - блок индикации направления потока, 13 - блок индикации скорости потока, 14 - график экспериментальной зависимости термоЭДС датчика 1 от направления потока, 15,16 - то же для датчиков 2,3, соответственно.flow rate, 12 - flow direction display unit, 13 - flow rate display unit, 14 - graph of the experimental dependence of thermoEMF of sensor 1 on flow direction, 15.16 - the same for sensors 2,3, respectively.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Устройство выполнено из трёх термоанемоме1рических датчиков 1,2,3, расположенных под углом 120 относительно центра конструкции. Каждый из датчиков, как правило, обладает круговой диаграммой, но, находясь в составе комплексного датчика, диаграмма каждого искажается благодаря затенению другими датчиками и действию их теплового гголя. Величина термоЭДС в зависимости от направления потока будет уже НС од 1КаКОБа, как ЭТО было бы ДЛЯ ОДИНОЧНОГО . графики этой зависимости представлены на фиг. 2.The device is made of three thermoanemic sensors 1,2,3 located at an angle of 120 relative to the center of the structure. Each of the sensors, as a rule, has a pie chart, but, being a part of a complex sensor, the chart of each is distorted due to shadowing by other sensors and the action of their thermal head. The magnitude of thermoEMF depending on the direction of flow will already be NS od 1KaKOBa, as IT would be for a single. plots of this relationship are shown in FIG. 2.

Рассматривая случай направления потока, обозначенного цифрой 4 под углом 0° видим, что датчик 1 частично загорожен от потока датчиками 2,3, и условия для охлаждения его хуже, чем двух других. Сказывается также воздействие тепловых потоков (хвостов) от датчиков 2,3. Таким образом, в этом случае датчик 1 будет горячее, чем 2,3, и термоЭДС его будет наибольшим. ТермоЭДС датчиков 2,3 одинакова и значительно менее, чем датчика 1 ( точки 15.1 и 16.1 ).Considering the case of the direction of flow indicated by the number 4 at an angle of 0 °, we see that sensor 1 is partially blocked from the flow by sensors 2,3, and the conditions for cooling it are worse than the other two. The effect of heat fluxes (tails) from the sensors 2,3 also affects. Thus, in this case, the sensor 1 will be hotter than 2.3, and its thermoEMF will be the largest. ThermoEMF of sensors 2,3 is the same and much less than sensor 1 (points 15.1 and 16.1).

Если поток изменит своё направление на займёт положение 5, то в позиции, аналогичной датчику 1 при О окажется датчик 2. НаIf the flow changes its direction to occupy position 5, then in position similar to sensor 1 at O, sensor 2 will appear.

-4графике это будет соответствовать точке 15.2.-4 graph this will correspond to point 15.2.

Рассматривая график фиг.2, видим, что по значению термоЭДС датчиков можно однозначно определить угол направления потока. Например, направлению 0° будут соответствовать цифры -8,24; -8,24; +16,49. Эти цифры определяют отклонение величины термоЭДС датчиков от среднего значения в %. При изменении направления потока на 10°эти цифры будут иметь значения -7,2; -9,2; +15,97 (точки 15.3,16.3,14.3 ).Considering the graph of figure 2, we see that the value of thermoEMF sensors can uniquely determine the angle of the direction of flow. For example, the direction 0 ° will correspond to the numbers -8.24; -8.24; +16.49. These figures determine the deviation of the thermopower of the sensors from the average value in%. When the flow direction changes by 10 °, these numbers will have a value of -7.2; -9.2; +15.97 (points 15.3,16.3,14.3).

Таким образом, соотношение термоЭДС для любого направления определяются однозначно. Из графика фиг.2 видим, что, несмотря на умышленное искажение диафаммы направленности каждого датчика, благодаря чему и получена возможность определять направление потока, диаграмма направленности совокупности датчиков весьма близка к круговой, т.к. при любом направлении потока усреднённое значение термоЭДС близко к величине 1940 мкВ. Это значение и следует принять за меру скорости потока ( в эксперименте это - скорость, равная 2 м/с ).Thus, the ratio of thermopower for any direction is determined uniquely. From the graph of figure 2 we see that, despite the deliberate distortion of the directivity diaphragm of each sensor, due to which it was possible to determine the flow direction, the directivity pattern of the set of sensors is very close to circular, because for any direction of flow, the averaged value of thermopower is close to 1940 μV. This value should be taken as a measure of the flow velocity (in the experiment, this is a velocity of 2 m / s).

Выход датчиков 1,2,3 поступает на вход усилителей 6,7,8, с которых сигналы поступают в блок 9 для определения среднего значения и отклонения в % каждого канала от среднего значения. Дранные У,У,У, поступают в блок памяти 10 и дешифруются, далее поступают на цифровой блок индикации направления потока 12. Вычисленное среднее значение поступает также на блок линеаризации скорости потока 11 и далее на цифровой блок (табло) скорости потока 13.The output of the sensors 1,2,3 is fed to the input of amplifiers 6,7,8, from which the signals are sent to block 9 to determine the average value and deviation in% of each channel from the average value. The drastic ones U, U, U are received in the memory block 10 and decrypted, then they are sent to the digital block indicating the flow direction 12. The calculated average value is also sent to the linearization block of the flow rate 11 and then to the digital block (scoreboard) of the flow rate 13.

Следует отметить, что число датчиков в заявляемом устройстве может быть отличным от трёх и от угла их размещения 120 однако.It should be noted that the number of sensors in the inventive device may be different from three and from the angle of their placement 120 however.

суть остаётся одна: комплексный датчик потока формируется из отдельных датчиков, взаимовлияющих друг на друга, что приводит к искажению диаграмм направленности каждого датчика, но одновременно к формированию круговой диаграммы совокупного датчика.the essence remains the same: a complex flow sensor is formed from separate sensors that mutually influence each other, which leads to distortion of the radiation patterns of each sensor, but at the same time to the formation of a pie chart of the total sensor.

Заявляемое решение позволило сконструировать устройство со следующими техническими данными:The claimed solution allowed to design a device with the following technical data:

-диапазон измеряемой скорости воздущного потока - от 0,1 до 20 м/с;- the range of the measured air flow velocity is from 0.1 to 20 m / s;

-погрешность измерения скорости - не более 5%;- speed measurement error - no more than 5%;

-диаграмма направленности - круговая;- directional diagram - circular;

-погрещнность определения направления потка - не более ±5;- the error in determining the flow direction is not more than ± 5;

-диаметр головки комплексного датчика - 2,0 мм;- head diameter of the integrated sensor - 2.0 mm;

-количество отдельных датчиков в головке - 3, расположенных под углом 120- the number of individual sensors in the head - 3, located at an angle of 120

Источники информации:Sources of information:

1.А.Б. Рейфер, М.И. Алексеенко и др. Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам. Гидрометеоиздат, Ленинград, , с. 214-215, 297-300.1.A.B. Reifer, M.I. Alekseenko et al. Handbook of hydrometeorological instruments and installations. Gidrometeoizdat, Leningrad,, p. 214-215, 297-300.

2.Темнов P.M. и др. Датчик скорости потока. Заявка на изобретение NQ 2331507 /18-10, рещение о выдаче свидетельства СССР от 22.04.77, МПК2С01Р5/12.2.Temnov P.M. et al. Flow rate sensor. Application for invention NQ 2331507 / 18-10, a decision on the issuance of a certificate of the USSR of 04.22.77, MPK2S01R5 / 12.

3.Патент Польши № 56523, кл. 420, 1973.3.Patent of Poland No. 56523, cl. 420, 1973.

4.Патент Японии №48-32152, кл. 111А131, 1973.4. Japanese patent No. 48-32152, class. 111A131, 1973.

5.Авторское свидетельство СССР № 1556340, GO IP 5/12, 1986.5. The author's certificate of the USSR No. 1556340, GO IP 5/12, 1986.

Claims (1)

Устройство для измерения скорости и направления движения газообразных и/или жидких сред, содержащее приспособление для измерения направления движения и приспособление для измерения скорости со схемами измерения и индикации, отличающееся тем, что устройство выполнено преимущественно из трех термоанемометрических датчиков, каждый из которых соединен со своим усилителем ЭДС, соединенным, в свою очередь, с вычислительным блоком.
Figure 00000001
A device for measuring the speed and direction of movement of gaseous and / or liquid media, containing a device for measuring the direction of movement and a device for measuring speed with measurement and indication circuits, characterized in that the device is made mainly of three hot-wire anemometric sensors, each of which is connected to its amplifier EMF, connected, in turn, with the computing unit.
Figure 00000001
RU98123697/20U 1998-12-29 1998-12-29 DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA RU12255U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123697/20U RU12255U1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123697/20U RU12255U1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU12255U1 true RU12255U1 (en) 1999-12-16

Family

ID=48273640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98123697/20U RU12255U1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU12255U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0255056B1 (en) Method for measuring the speed of a gas flow
US5357795A (en) Anemometer transducer wind set
US3364741A (en) Linear air-speed sensor
US3796096A (en) Vortex flowmeter
RU12255U1 (en) DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF GAS AND / OR LIQUID MEDIA
US3360989A (en) Driven anemometer
JP2004093179A (en) Thermal type flowmeter
US4361054A (en) Hot-wire anemometer gyro pickoff
JP2701301B2 (en) Anemometer
JPH09196959A (en) Wind direction/speed indicator
KR101288404B1 (en) Smart anemometer
JPH06138134A (en) Flow-velocity measuring method of fluid
RU209331U1 (en) Ion-tag airflow meter
Cimbala Linear Velocity Measurement
CN211318485U (en) Anti-pollution wind speed sensor
JPS63223569A (en) Method and device for calibrating anemometer for measuring air current
JP3705689B2 (en) Flow meter and gas meter
RU2118193C1 (en) Apparatus for determining sportsman motion speed
JPH09288121A (en) Wind vane and anemometer
JPS63171322A (en) Flow velocity measuring instrument
JP2577705Y2 (en) Vortex flow meter
JP3565374B2 (en) Current meter
US3706228A (en) Temperature and velocity apparatus for moving fluids
RU110495U1 (en) DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF FLOW IN THREE-DIMENSIONAL SPACE
RU2073872C1 (en) Device for measurement of horizontal wind velocity