SU1137341A1

SU1137341A1 - Device for measuring gas flow temperature

Info

Publication number: SU1137341A1
Application number: SU833604741A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Федорович Романченко
Original assignee: Уфимский филиал Московского технологического института
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1985-01-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержасдее .13 камеру торможени , закрепленную на оси вращени , и термочувствительный элемент, расположенной в каме1)е торможени , о тл ич ее тем, что, с целью повышени точности измерени температуры путем стабилизации посто нной времени устройства , в него введены спиральна пружина с упругим стержнем и плоска пластина, жестко прикрепленна одним ребром к оси вращени и расположенна перпендикул рно газовому потоку , при этом внутренний конец спиральной пружины прикреплен к оси вращени , а наружный-- к одному концу упругого стержн , закрепленного параллельно оси вращени . (Л v;j со vj со 4;A DEVICE FOR MEASURING THE GAS FLOW TEMPERATURE, contains more than a braking chamber 13 fixed on the axis of rotation and a temperature sensor located in the chamber 1), in order to improve the accuracy of temperature measurement by stabilizing the device constant time, A spiral spring with an elastic rod and a flat plate rigidly attached with one edge to the axis of rotation and perpendicular to the gas flow are inserted into it, while the inner end of the spiral spring is attached rotation axis and naruzhnyy-- to one end of a resilient rod fixed parallel rotation axes. (L v; j with vj with 4;

Description

Изобретение относитс к устройствам ДГ1Я температурных измерений и может быть использовано при измерении температур высокоскоростных потоков газов ипи жидкостей и эксперкментальной аэрогидродинамике, двигателеетроении и т.д. Известно устройство дл измерени температуры газового потока, содержа щее камеру торможени , внутри которой расположен термочувствительный элемент в виде термометра сопротивле ни закрепленного на изол ционном каркасе, в котором с целью снижени инерциЪнности устройства (посто вной времени) изол ционный каркас вьтолнен в виде многогранной пирамиды 1. Однако данное устройство не обеспечивает высокой точности измереки из-за изменени его посто нной времени при изменении скорости движе ни кон,тролируемой среды. Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени температуры газового потока, содержащее камеру торможени , закрепленную на оси вращени , и термочувствительный элемент расположенный внутри камеры тор можени .2.Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерени быстромен ющейс температуры газового потока из-за изменени его посто нной времени при изменении скорости движени контролируемой сре ды. Действительно, посто нна времени устройства определ етс скоростью движени среды в камере торможени относительно термочувствительного элемента. При изменении скорости набегающего потока скорость в камере относительно термочувствительного элемента мен етс ,что приводит к изменению посто нной времени устройства . Цель изобретени - повышение точности измерени температуры путем стабилизации посто нной времени устройства . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл измерени температуры газового потока, содержащее камеру торможени , закрепленную на 1 оси врашени , и термочувствительный элемент, расположённый внутри камеры торможени , введены спиральна пружи на с упругим стержнем и плоска пластина , жестко прикрепленна одним ребром к оси вращени и расположенна перпендикул рно газовому потоку, при этом внутренний конец спиральной пружины прикреплен к оси вращени , а наружный - к одному концу упругого стержн , закрепленного параллельно оси вращени . На чертеже изображено устройство дл измерени температуры газового потока. Устройство дл измерени температуры содержит камеру 1 торможени с входным 2 и выходным 3 отверсти ми, закрепленную на оси 4 вращени , спиральную пружину 5 с упругим стержнем 6, термочувствительный элемент 7, расположенный в камере торможени , и плоскую пластину 8, жестко прикрепленную одним ребром к оси вращени камеры торможени и расположенную перпендикул рно набегающему газовому потоку. Устройство дп измерени температуры газового потока работает следующим образом. При воздействии на камеру торможени контролируемой средой, движущейс со скоростью V относительно оси вращени , создаетс момент сил ЛЛ Faces с. (1) де F - сила лобового сопротивлени пластины 8; а - рассто ние от оси 00 до точки приложени результирующей силы лобового сопротивлени ; oi - угол поворота пластины (камеры торможени ). Сила лобового сопротивлени F определ етс соотнощением pV -2-( ) где V - скорость движени контролируемой среды; б - плотность контролируемой сре5 - площадь пластины 8. При действии момента сил М камера 1 торможени поворачиваетс на угол dt завис щий от жесткости пружины 5 и упругого стержн 6 ot К-М При повороте камеры торможени уменьшаетс эффективна площадь S эфThe invention relates to DG1Y devices for temperature measurements and can be used to measure the temperatures of high-speed gas flows, liquid types and experimental aerohydrodynamics, wind-drive, etc. A device for measuring the gas flow temperature is known, which contains a deceleration chamber inside which there is a temperature-sensitive element in the form of a resistance thermometer mounted on an insulating frame, in which, in order to reduce the inertia of the device (constant time), the insulating frame is complete in the form of a multifaceted pyramid 1 However, this device does not provide high accuracy measurements due to a change in its constant time when the speed of the movement of the controlled medium changes. The closest to the technical essence is a device for measuring the gas flow temperature, containing a braking chamber fixed on the axis of rotation, and a temperature-sensitive element located inside the chamber of a torpedo. 2. However, the known device does not provide a high accuracy measurement of the rapidly changing gas flow temperature from - due to the change of its constant time with a change in the speed of movement of the controlled medium. Indeed, the time constant of the device is determined by the velocity of the medium in the braking chamber relative to the temperature-sensitive element. When the flow velocity changes, the velocity in the chamber relative to the temperature-sensitive element changes, which leads to a change in the time constant of the device. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement by stabilizing the time constant of the device. The goal is achieved in that a device for measuring the temperature of the gas stream, containing a braking chamber, fixed on 1 axis of marrow, and a temperature-sensitive element located inside the braking chamber, introduces a coil spring on an elastic rod and a flat plate rigidly attached to the axis of rotation with a single edge and located perpendicular to the gas flow, with the inner end of the coil spring attached to the axis of rotation, and the outer end to one end of an elastic rod fixed parallel to the axis and rotation. The drawing shows a device for measuring the temperature of a gas stream. The device for measuring the temperature contains a deceleration chamber 1 with an inlet 2 and an outlet 3 apertures fixed on the rotation axis 4, a coil spring 5 with an elastic rod 6, a temperature-sensitive element 7 located in the deceleration chamber, and a flat plate 8 fixed to one the axis of rotation of the braking chamber and located perpendicular to the incoming gas flow. The device dp of measuring the temperature of the gas stream works as follows. When a deceleration chamber is exposed to a controlled medium, moving at a velocity V relative to the axis of rotation, a moment of force LL Faces c is created. (1) de F is the drag force of plate 8; a is the distance from axis 00 to the point of application of the resultant drag force; oi is the angle of rotation of the plate (the braking chamber). The drag force F is determined by the ratio pV -2- () where V is the velocity of the controlled medium; b - density of controlled medium 5 - area of the plate 8. Under the action of torque M, the braking chamber 1 rotates by an angle dt depending on the rigidity of the spring 5 and the elastic rod 6 ot KM When the braking chamber rotates, the effective area S eff decreases

входного отверсти камеры торможени (площадь проекции сечени входного отверсти на плоскость, перпендикул рную направлению движени среды).the inlet of the braking chamber (the area of the projection of the cross section of the inlet to the plane perpendicular to the direction of motion of the medium).

5,ф 5, 1 ( где перпендикул рное сечение вхоного отверсти 2.5, ф 5, 1 (where is the perpendicular section of the bottom hole 2.

При этом происходит изменение разности давлени Д Р на входном и выходном отверсти х по закону When this happens, a change in the pressure difference D P occurs at the inlet and outlet openings according to the law

,1,one

рГrg

(51(51

S cosctS cosct

Др причем угол об , как видно из соотношений (2) и (3), однозначно св зан со скоростью V движени среды. Как показывают расчеты, закон изменени жесткости спиральной пружины с упругим стержнем в зависимос ти от угла поворота камеры торможени может быть описан выражением consi 2 огссоэ При таком законе изменени жесткости пружины в зависимости от угла поворота камеры торможени и скорости движени среды V в определенном диапазоне изменений скорости ,, определ емом параметрами спиральной пластины и упругого стержн , разность давлений на входном и выходном отверсти х камеры то можени автоматически поддерживаетс гтссто нной, т.е Лр constOtherwise, the angle about, as can be seen from relations (2) and (3), is unambiguously related to the velocity V of the motion of the medium. Calculations show that the law of change in the stiffness of a spiral spring with an elastic rod depending on the angle of rotation of the braking chamber can be described by the expression consi 2 og. With this law of change in the stiffness of the spring depending on the angle of rotation of the chamber of braking and velocity of medium V, in a certain range of velocity changes , determined by the parameters of the spiral plate and the elastic rod, the pressure difference at the inlet and outlet openings of the chamber, that can be automatically maintained at a distance of, i.e. Lr const

При выполнении услови d Я скорость движени газа в полости камеры 1 посто нна . Следовательно, не измен етс посто нна времени камерыWhen condition d is satisfied, the gas velocity in the cavity of chamber 1 is constant. Consequently, the time constant of the camera does not change.

(7) где Р - длина пути перемещени срег ды в камере от входного отверсти до термочувствительного элемента 7. Также неизменной остаетс теплова посто нна времени f термочувствительного элемента Г Н где С - теплоемкость термочувствительного элемента; Н - коэффициент рассе ни (при V consf коэффициент рассе ни Н также посто нен). Таким образом, в лредлагаемом устройстве за счет выбора пружины с соответствующей характеристикой К f(oi) автоматически поддерживаетс посто нным перепад давлений на входном и выходном отверсти х камеры торможени , вследствие чего стаб шизируетс значение посто нной времени камеры (устройства) и термочувствительного элемента. Это приводит к стабилизации посто нной бремени устройства в требуемом диапазоне изменени скорости контролируемого потока и, соответственно, к повышению точности измерени температуры. (7) where P is the length of the path of movement of the cluster in the chamber from the inlet to the temperature sensitive element 7. Also remains constant the heat constant of the time f of the temperature sensitive element HH where C is the heat capacity of the temperature sensitive element; H is the scattering coefficient (for V consf, the scattering coefficient of H is also constant). Thus, in the proposed device, by selecting a spring with the corresponding characteristic K f (oi), the pressure drop at the inlet and outlet openings of the braking chamber is automatically maintained, thereby stabilizing the value of the constant time of the chamber (device) and the temperature-sensitive element. This leads to stabilization of the constant burden of the device in the required range of changes in the speed of the monitored flow and, accordingly, to an increase in the accuracy of temperature measurement.

Claims

DEVICE FOR MEASURING GAS FLOW TEMPERATURE, containing a braking chamber mounted on the axis of rotation, and a heat-sensitive element located in the braking chamber, which is connected with the fact that, in order to improve the accuracy of temperature measurement by stabilizing the time constant of the device into it introduced a spiral spring with an elastic rod and a flat plate rigidly attached with one edge to the axis of rotation and located perpendicular to the gas flow, while the inner end of the spiral spring is attached to the axis rotation, and the outer one - to one end of an elastic rod fixed parallel to the axis of rotation.

about