RU2747098C1 - Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном прокате - Google Patents
Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном прокате Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747098C1 RU2747098C1 RU2020120031A RU2020120031A RU2747098C1 RU 2747098 C1 RU2747098 C1 RU 2747098C1 RU 2020120031 A RU2020120031 A RU 2020120031A RU 2020120031 A RU2020120031 A RU 2020120031A RU 2747098 C1 RU2747098 C1 RU 2747098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- counter
- thermoanemometer
- flow
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
-
- 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
- G01P5/001—Full-field flow measurement, e.g. determining flow velocity and direction in a whole region at the same time, flow visualisation
-
- 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
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
Abstract
Изобретение относится к термоанемометрическим средствам измерения скорости газа и может быть применено при исследовании различных сред, в том числе агрессивных. Заявлен термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке, содержащий один или более чувствительных датчиков и термокомпенсационный датчик, согласно изобретению содержит конструкцию в виде козырьков, расположенных над чувствительными датчиками параллельно друг другу, при этом козырек представляет собой желоб в виде половины тора. Количество козырьков соответствует количеству чувствительных датчиков, а расстояние между козырьками не менее половины малого диаметра тора. Козырьки изготовлены из полиэтилена, стойкого к фреонам и другим агрессивным средам. Термоанемометр размещают перпендикулярно потоку измеряемой среды. Технический результат - создание термоанемометра для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке, работающего в условиях различных агрессивных сред, в том числе фреонов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к термоанемометрическим средствам измерения скорости газа и может быть применено при исследовании различных сред, в том числе агрессивных. Изобретение может быть использовано для измерения скорости газа в газокапельном противоточном потоке, среде фреонов, в конструкциях аппаратов с различной структурой поверхностей.
Известен термоанемометрический датчик измерения скорости движения газа (патент РФ №130715, 2012 г., G01P 5/00), который состоит из холодного и горячего спаев, источника тока, регулятора силы тока и милливольтметра. Работа данного термоанемометрического датчика заключается в образовании термоэлектродвижущей силы при подогревании горячего спая от внешнего источника электрического тока, при этом холодный спай имеет температуру измеряемой среды, температура горячего спая зависит от электрического тока, проходящего через горячий спай, и величины отвода теплоты потоком воздуха.
Недостатком данного решения является невозможность работы устройства в противоточном газокапельном потоке, так как капли, попадая на чувствительный элемент, существенно изменяют интенсивность теплоотдачи, что эквивалентно значительному повышению скорости потока, и как следствие искажению данных.
Известен термоанемометрический способ определения скорости и направления потока жидкости или газа и устройство для его осуществления (патент РФ №2548135, 2011 г., G01P 5/10), при котором используют расположенные в рабочей зоне измерителя в двух ортогональных плоскостях две пары подогреваемых датчиков температуры и вычисляют разность значений температур датчиков в каждой паре, измеряют температуру потока расположенным в рабочей зоне неподогреваемым датчиком, определяют скорость потока по разности среднеарифметического значения температур четырех подогреваемых датчиков и значения температуры неподогреваемого датчика. Изобретение может быть применено при исследовании различных сред, в том числе агрессивных. Термоанемометрический датчик содержит корпус в виде цилиндра, закрытого крышкой, которая выполнена куполообразной для ослабления паразитной траектории через крышку. Крышка изготовлена из теплоизоляционного материала, например, из пластмассы или оргстекла. Недостатки данного решения:
1) при изготовлении крышки устройства из оргстекла, невозможна его работа в среде фреонов;
2) сложность изготовления данного термоанемометрического устройства;
3) конструкция данного термоанемометрического устройства в противоточном газокапельном потоке будет интегрировать капли на всю поверхность тонкостенного цилиндра, что приведет к систематической ошибке, которая не учитывается в данном патенте.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является термоанемометрический датчик (патент РФ №30998, 2003 г., G01P 5/10), выполненный в виде термопары, нагреваемой проходящим через нее электрическим током, холодный и горячий спаи которой расположены в зоне измерения. Оба электрода термопары имеют постоянное сечение, по крайней мере, один электрод покрыт изоляцией, одна часть этого электрода, соединенная с горячим спаем, навита вокруг точки горячего спая, причем длина навитой части выбрана достаточной для заданного нагрева горячего спая, а другая часть этого электрода, соединенная с холодным спаем, выполнена линейной.
Данное изобретение имеет следующие недостатки:
1) сложность изготовления и подбора длины навитой части вокруг точки горячего спая;
2) невозможность работы устройства в противоточном газокапельном потоке, так как капли, попадая на чувствительный элемент, существенно изменяют интенсивность теплоотдачи, что эквивалентно значительному повышению скорости потока и, как следствие искажению данных.
Задачей заявляемого изобретения является создание термоанемометра для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке, работающего в условиях различных агрессивных сред, в том числе фреонов.
Поставленная задача решается тем, что термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке, содержащий 1 или более чувствительных датчиков и термокомпенсационный датчик, согласно изобретению, содержит конструкцию в виде козырьков, расположенных над чувствительными датчиками параллельно друг другу, при этом козырек представляет собой желоб в виде половины тора, главный радиус которого определяется длиной волны неустойчивости Релея-Тэйлора. Количество козырьков соответствует количеству чувствительных датчиков. Козырьки изготовлены из полиэтилена, стойкого к фреонам и другим агрессивным средам. Количество и месторасположение чувствительных датчиков и, соответственно, количество козырьков и расстояние между ними зависят от поставленной задачи (расстояние между козырьками должно быть не менее половины малого диаметра тора, L≥rt). Термоанемометр размещают перпендикулярно потоку измеряемой среды.
Конструкция в виде козырьков защищает чувствительные датчики от попадания капель жидкости, которое приводит к недостоверности измерений с использованием термоанемометра в условиях противоточного газокапельного потока.
На фигуре 1 показана конструкция в виде козырьков, где:
1 - чувствительные датчики;
2 - конструкция в виде козырьков.
Устройство работает следующим образом.
Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке содержит чувствительные датчики 1 (тонкопленочные платиновые резисторы на керамической подложке HEL-700, 1 кОм), конструкцию 2, выполненную в виде козырьков, термокомпенсационный датчик (вынесен за пределы потока, но возможно размещение в потоке). Термоанемометр помещают перпендикулярно потоку измеряемой среды непосредственно на выходном срезе канала в противоточный газокапельный поток на расстоянии характерного масштаба чувствительного датчика. При этом газовый поток выходит из канала, а капли жидкости в условиях гравитации движутся в направлении противоположном потоку газа (пара). Конструкция в виде козырьков 2 защищает чувствительные датчики 1 от попадания капель жидкости, которое приводит к недостоверности измерений с использованием термоанемометра в условиях противоточного газокапельного потока. В результате протекания заданного значения тока через чувствительные датчики происходит их разогрев. Температура разогрева чувствительных датчиков определяется скоростью и температурой потока. Дифференциальное включение на вход АЦП чувствительных и термокомпенсационного датчиков исключает влияние температуры потока на чувствительные датчики. Показания АЦП зависят от скорости потока газа и, с использованием индивидуальной калибровки для каждого газа при данном диапазоне температур, определяется скорость потока газа.
Пример.
Данное устройство было апробировано в лабораторных условиях при исследовании распределения скоростей потока паров смеси фреонов R21 и R114. Материал конструкции козырьков - полиэтелен высокой плотности PE-HD, количество датчиков - восемь, количество козырьков - восемь. Козырьки располагались на расстоянии 12 мм друг от друга. Термокомпенсационный датчик вынесен за пределы противоточного потока пара и капель фреона.
В процессе исследований установлено хорошее качественное и количественное совпадение значений скорости пара при неоднократном проведении экспериментов при одних и тех же условиях. Проведенные исследования показали целесообразность применения данного изобретения на практике.
Claims (2)
1. Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке, содержащий один или более чувствительных датчиков и термокомпенсационный датчик, отличающийся тем, что содержит конструкцию в виде козырьков, расположенных над чувствительными датчиками параллельно друг другу, при этом козырек представляет собой желоб в виде половины тора, количество козырьков соответствует количеству чувствительных датчиков, а расстояние между козырьками - не менее половины малого диаметра тора, причем термоанемометр размещают перпендикулярно потоку измеряемой среды.
2. Термоанемометр по п. 1, отличающийся тем, что козырьки изготовлены из полиэтилена, стойкого к фреонам и другим агрессивным средам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120031A RU2747098C9 (ru) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120031A RU2747098C9 (ru) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747098C1 true RU2747098C1 (ru) | 2021-04-26 |
RU2747098C9 RU2747098C9 (ru) | 2021-07-15 |
Family
ID=75584819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120031A RU2747098C9 (ru) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном потоке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747098C9 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000292234A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Omron Corp | 感熱式フロ−センサ |
RU30998U1 (ru) * | 2003-03-24 | 2003-07-10 | Макаров Владимир Николаевич | Термоанемометрический датчик |
JP2008241318A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Miura Co Ltd | 気体流量計 |
RU130715U1 (ru) * | 2012-12-05 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ) | Термоанемометрический датчик измерения скорости движения газа |
RU148815U1 (ru) * | 2014-08-19 | 2014-12-20 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СПбГАУ) | Устройство для измерения температуры движущихся газообразных веществ мобильного агрегата |
-
2020
- 2020-06-09 RU RU2020120031A patent/RU2747098C9/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000292234A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Omron Corp | 感熱式フロ−センサ |
RU30998U1 (ru) * | 2003-03-24 | 2003-07-10 | Макаров Владимир Николаевич | Термоанемометрический датчик |
JP2008241318A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Miura Co Ltd | 気体流量計 |
RU130715U1 (ru) * | 2012-12-05 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ) | Термоанемометрический датчик измерения скорости движения газа |
RU148815U1 (ru) * | 2014-08-19 | 2014-12-20 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СПбГАУ) | Устройство для измерения температуры движущихся газообразных веществ мобильного агрегата |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2747098C9 (ru) | 2021-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5463899A (en) | Simultaneous measurement of gas thermal conductivity and mass flow | |
US4080821A (en) | Electric circuits | |
US4592230A (en) | Apparatus for and method of determining the liquid coolant level in a nuclear reactor | |
US3138025A (en) | High temperature probe | |
JPH0754272B2 (ja) | 自動較正対センサ非接触温度測定方法および装置 | |
RU2747098C1 (ru) | Термоанемометр для измерения скорости газа в противоточном газокапельном прокате | |
JPH07151572A (ja) | 計測装置および計測方法 | |
US2924972A (en) | Fluid flowmeter | |
US4949578A (en) | Flow metering of high temperature gases | |
Ligęza | Use of natural fluctuations of flow parameters for measurement of velocity vector | |
US5477734A (en) | Pyroelectric swirl measurement | |
US3490283A (en) | Molecular speed ratio probe | |
Van Putten et al. | Multisensor microsystem for pulmonary function diagnostics | |
Cerimovic et al. | Bidirectional micromachined flow sensor featuring a hot film made of amorphous germanium | |
Woods et al. | Apparatus for thin layer drying and associated error analysis | |
Aginian et al. | Gas Flowmeter Based on Vibrating Wires | |
US6382024B1 (en) | Thermocouple boundary layer rake | |
RU2818106C1 (ru) | Способ измерения температуры потока жидкости или газа в трубопроводе и воздушного потока, окружающего трубопровод, и устройство для его осуществления | |
JP3502085B2 (ja) | 計測装置 | |
Antoš et al. | Experimental Study of a Boundary Layer on a Heated Flat Plate | |
US3296865A (en) | Heat sensing probe and process | |
SU808924A1 (ru) | Калориметрический зонд | |
Singh et al. | Instruments to Measure Thermal Conductivity of Engineering Materials-A Brief Review | |
SU834415A1 (ru) | Способ измерени теплового потока | |
US3498126A (en) | Apparatus for measuring the enthalpy of high temperature gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 12-2021 FOR INID CODE(S) (54) |
|
TH4A | Reissue of patent specification |