RU2613621C1 - Устройство для измерения скорости газового потока - Google Patents

Устройство для измерения скорости газового потока Download PDF

Info

Publication number
RU2613621C1
RU2613621C1 RU2016104404A RU2016104404A RU2613621C1 RU 2613621 C1 RU2613621 C1 RU 2613621C1 RU 2016104404 A RU2016104404 A RU 2016104404A RU 2016104404 A RU2016104404 A RU 2016104404A RU 2613621 C1 RU2613621 C1 RU 2613621C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas flow
varactor
frequency
flow rate
wire
Prior art date
Application number
RU2016104404A
Other languages
English (en)
Inventor
Гурам Николаевич Ахобадзе
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2016104404A priority Critical patent/RU2613621C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2613621C1 publication Critical patent/RU2613621C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/18—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the time taken to traverse a fixed distance

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной и информационной техники. Устройство для измерения скорости газового потока содержит первый блок питания, соединенный выходом с первым плечом преобразователя скорости газового потока в напряжение, включающего в себя проволоку с током, при этом в него введены микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, второй блок питания, усилитель и частотомер, причем второе плечо преобразователя скорости газового потока в напряжение через усилитель подключено к варактору микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход второго блока питания соединен с входом питания микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход последнего подключен к входу частотомера. Технический результат – повышение точности измерения скорости газового потока. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления летательными аппаратами и космическими объектами.
Известно устройство для измерения скорости газового потока (RU 1107057 A1, 07.08.1984), содержащее искровые разрядники, расположенные на расстоянии один от другого, генератор высокого напряжения большой частоты, двухвходовой триггер и частотомер. В этом устройстве за счет определения времени прохождения ионизированных меток между первым и вторым разрядниками измеряют скорость газового потока.
Недостатком этого известного устройства является невысокая точность измерения из-за разрыва меток.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятый автором за прототип термоаненометр (см. Информационно-измерительная техника и электроника. Учебник. Под редакцией Г.Г. Раннева. Издательство «Академия», 2007, стр. 338-339), содержащий платиновую проволоку, прикрепленную к манганиновым стерженькам, которые, в свою очередь, крепятся к ручке из изолированного материала. Для включения этого теплового преобразователя в измерительную цепь служат выводы. Принцип работы данного измерителя скорости газового потока состоит в том, что при прохождении тока через проволоку последняя нагревается и теплота путем конвекции может передаваться в окружающую среду. При движении, например, газовой среды отдача теплоты зависит от скорости движения газового потока, а так как при отдаче теплоты электрическое сопротивление проволоки буде изменяться, посредством измерения сопротивления данного чувствительного элемента (проволоки) можно определить скорость газового потока.
Недостатком данного измерителя скорости газового потока можно считать невысокую точность измерения из-за влияния температуры окружающей среды на вторичную цепь измерения сопротивления проволоки.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности измерения скорости газового потока.
Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения скорости газового потока, содержащее первый блок питания, соединенный выходом с первым плечом преобразователя скорости газового потока в напряжение, включающего в себя проволоку с током, введены микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, второй блок питания, усилитель и частотомер, причем второе плечо преобразователя скорости газового потока в напряжение через усилитель подключено к варактору микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход второго блока питания соединен с входом питания микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход последнего подключен к входу частотомера.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что падение напряжения на электрическом сопротивлении чувствительного элемента воздействует на варактор микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты и по частоте выходного сигнала этого генератора, при его перестройке, измеряется скорость газового потока.
Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить задачу измерения скорости газового потока на основе измерения частоты электромагнитных колебаний микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты с желаемым техническим результатом, т.е. повышением точности измерения скорости газового потока.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Данное устройство содержит первый блок питания 1, соединенный с преобразователем скорости газового потока в напряжение 2, усилитель 3, второй блок питания 4, микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты 5 и частотомер 6.
Устройство работает следующим образом.
Суть предлагаемого устройства заключается в преобразовании выходной величины чувствительного элемента в виде напряжения в частоту и ее измерении. В рассматриваемом случае первичный преобразователь, представляющий собой проволоку с током, помещают в контролируемую среду. При пропускании тока через проволоку последняя нагревается и за счет явления конвекции отдает теплоту в окружающую среду. В таких случаях, как известно, в зависимости от степени конвекции сопротивление проволоки может изменяться. Другими словами, изменение сопротивления проволоки становится функцией скорости, например, газового потока. Следовательно, слежение за изменением сопротивления проволоки при конвекции может дать возможность определить скорость потока газа. Для этого в данном техническом решении при пропускании тока через проволоку и изменении скорости газового потока падение напряжения на проволоке, используется в качестве информационного параметра, связанного со скоростью газового потока. Предварительно, как уже было показано выше, через проволоку пропускается ток не изменяющейся величиной. Для этого используется первый блок питания 1. После этого напряжение, снимаемое с проволоки, поступает на усилитель 3. Далее усиленный сигнал подают на вход варактора микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты 5. Одновременно с этим с выхода второго блока питания 4 сигнал подается на вход питания микроволнового генератора для генерирования электромагнитных колебаний.
Из практики известно, что изменением напряжения на варакторе микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты можно обеспечить перестройку частоты генератора. В силу этого в данном случае, так как напряжение падения, снимаемое с проволоки, связано с изменением сопротивления самой проволоки и величины тока, протекающего через проволоку, то при постоянной величины тока, протекающего через проволоку, изменение сопротивления проволоки за счет скорости газового потока обеспечит изменение падения напряжения на проволоке, т.е. произойдет перестройка частоты микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты. Отсюда следует, что если измерить частоту микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты при его перестройке, то измерением этой частоты можно обеспечить определение скорости газового потока. Для измерения частоты генератора его выход подключается к входу частотомера 6.
Пусть f1 - частота генератора при отсутствии газового потока (отсутствие конвекции), т.е. напряжение на варакторе микроволнового генератора имеет какое-то значение. При появлении газового потока в измеряемой зоне изменится сопротивление проволоки и изменится напряжение на варакторе. Все это приведет к перестройке частоты микроволнового генератора. Обозначим эту перестроечную частоту f2. Тогда по разности частот f1-f2 можно вычислить скорость газового потока. Здесь принимается, что f2<f1. Как правило, в микроволновых генераторах с варакторной перестройкой частоты при увеличении напряжения на варакторе частота колебаний увеличивается, а при уменьшении напряжения, наоборот, частота уменьшается. В соответствии с этим при определении разности частот необходимо предварительно установить значения частот колебаний электромагнитных волн при отсутствии газового потока в измеряемой зоне и наличии газового потока в измеряемой зоне.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении на основе преобразования падения напряжения на проволоке в частоту микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты можно обеспечить повышение точности измерения скорости газового потока.
Одним из преимуществ предлагаемого устройства по сравнению с известными измерителями скорости газовых потоков является то, что информацию о скорости газового потока можно передавать дистанционно.
Данное техническое решение успешно может быть применено в различных отраслях промышленности, промсанитарии, производственных и общественных помещениях.

Claims (1)

  1. Устройство для измерения скорости газового потока, содержащее первый блок питания, соединенный выходом с первым плечом преобразователя скорости газового потока в напряжение, включающего в себя проволоку с током, отличающееся тем, что в него введены микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, второй блок питания, усилитель и частотомер, причем второе плечо преобразователя скорости газового потока в напряжение через усилитель подключено к варактору микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход второго блока питания соединен с входом питания микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, выход последнего подключен к входу частотомера.
RU2016104404A 2016-02-10 2016-02-10 Устройство для измерения скорости газового потока RU2613621C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104404A RU2613621C1 (ru) 2016-02-10 2016-02-10 Устройство для измерения скорости газового потока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104404A RU2613621C1 (ru) 2016-02-10 2016-02-10 Устройство для измерения скорости газового потока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2613621C1 true RU2613621C1 (ru) 2017-03-21

Family

ID=58452938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104404A RU2613621C1 (ru) 2016-02-10 2016-02-10 Устройство для измерения скорости газового потока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613621C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU195655A1 (ru) * В. Е. Забелин, Н. Гул ев, И. В. Хрупоз, Е. Белзнова, А. А. Чеканов В. Г. Смирнов Вниипромгаз»
SU611153A1 (ru) * 1974-11-04 1978-06-15 Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С.Орджоникидзе Устройство дл измерени направлени и скорости газового потока
US4121456A (en) * 1976-10-05 1978-10-24 Institut National Des Radio-Elements - Nationaal Instituut Voor Radio-Elementen, En Abrege: I.R.E. Meter for the flow rate or the speed of a gas stream
RU2024875C1 (ru) * 1992-03-25 1994-12-15 Академический научный комплекс "Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова" АН Беларуси Измеритель скорости газового потока
RU2456556C1 (ru) * 2011-04-28 2012-07-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Измеритель частоты резонаторного датчика технологических параметров

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU195655A1 (ru) * В. Е. Забелин, Н. Гул ев, И. В. Хрупоз, Е. Белзнова, А. А. Чеканов В. Г. Смирнов Вниипромгаз»
SU611153A1 (ru) * 1974-11-04 1978-06-15 Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С.Орджоникидзе Устройство дл измерени направлени и скорости газового потока
US4121456A (en) * 1976-10-05 1978-10-24 Institut National Des Radio-Elements - Nationaal Instituut Voor Radio-Elementen, En Abrege: I.R.E. Meter for the flow rate or the speed of a gas stream
RU2024875C1 (ru) * 1992-03-25 1994-12-15 Академический научный комплекс "Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова" АН Беларуси Измеритель скорости газового потока
RU2456556C1 (ru) * 2011-04-28 2012-07-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Измеритель частоты резонаторного датчика технологических параметров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7275013B1 (en) Plasma anemometer and method for using same
US2839915A (en) Method and apparatus for measuring viscosity, etc., of fluid-like materials
US7797997B2 (en) Configuration and methods for manufacturing time-of-flight MEMS mass flow sensor
US5218866A (en) Method and device for measuring fluid velocities
GB2516960A (en) Multiphase Flowmeter
US3498128A (en) Apparatus for measuring a physical quantity by the use of pulsed energy
RU2613621C1 (ru) Устройство для измерения скорости газового потока
US2779917A (en) Apparatus for determining the condition of ionized fluids
GB2287792A (en) Method and devices for measurement of flow speed using continuous oscillations in a thermal wave
RU2613481C1 (ru) Способ измерения переходной тепловой характеристики цифровых интегральных схем
Matlis et al. AC plasma anemometer for hypersonic Mach number experiments
RU2567441C1 (ru) Способ цифрового измерения электрических величин
US3427881A (en) System for measuring temperature
RU2654911C1 (ru) Устройство для измерения малых значений токов
EP1535054B1 (en) Method and apparatus for determining a phase transition of a substance
RU2715496C1 (ru) СВЧ - мостовой измеритель температуры
CN107014453B (zh) 用于运行科里奥利质量流量测量仪器的方法及对此的科里奥利质量流量测量仪器
Marshall Plasma anemometer and pressure sensor design and characteristics
RU2582487C1 (ru) Устройство для определения концентрации кислорода
Chung et al. Tunable AC thermal anemometry
Wisniewski et al. Calibration constant current anemometer probes for aircraft based atmospheric turbulence measurements
RU2354976C1 (ru) Способ измерения параметров газовых и жидких сред
Dosanjh Use of the Hot‐Wire Anemometer as a Triggering and Timing Device for Wave Phenomena in a Shock Tube
Schlaberg et al. Wind speed and direction measurement with narrowband ultrasonic sensors using dual frequencies
Bassignana Design and characterization of a fast-response temperature probe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210211