SU1170354A1

SU1170354A1 - Gas or liquid flow velocity pulsation thermal converter

Info

Publication number: SU1170354A1
Application number: SU833698242A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Ушаков; Владимир Александрович Стороженко
Original assignee: Харьковский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Радиоэлектроники Им.Акад.М.К.Янгеля
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1985-07-30

Abstract

ТЕПЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ, содержащий термопару , лучистый нагреватель с оптической системой, в фокусе которой расположен спай термопары, и регистрирующий прибор, отличающийс тем, что, с цепью по-. вышени чувствительности, последовательно с термопарой в замкнутой электрической цепи включены туннельный диод, терморезистор и регулируемый источник питани , при этом терморезистор расположен в фокусе оптической системы лучистого нагревател , а регистрирующий прибор подклюi чен параллельно к терморезистору. (Л С 00 О1 4) A THERMAL FLOW PULSATING CONVERTER FOR GAS FLOW OR LIQUID containing a thermocouple, a radiant heater with an optical system, in the focus of which the junction of the thermocouple is located, and a recording device, characterized in that it has a circuit. In order to increase sensitivity, a tunnel diode, a thermistor and an adjustable power supply are turned on in series with a thermocouple in a closed electric circuit, the thermistor is located at the focus of the optical system of the radiant heater, and the recording device is connected in parallel to the thermistor. (L S 00 O1 4)

Description

1 one

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени характеристик турбулентности газожидкостных потоков .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the characteristics of the turbulence of gas-liquid flows.

Целью изобретени вл етс повышение чувствительности преобразовател .The aim of the invention is to increase the sensitivity of the converter.

На фиг. 1 изображен преобразователь} на фиг. 2 - вольт-амперна характеристика (ВАХ) туннельного . диода, по сн юща принцип действи преобразовател .FIG. 1 shows the converter} in FIG. 2 - volt-ampere characteristic (IVC) of the tunnel. diode, explaining the principle of action of the converter.

Преобразователь состоит из термопары (термобатареи) 1, туннельного диода 2, терморезистора 3, изготовленного , например, из полупроводникового материала с высоким температурным коэффициентом сопротивлени , и низкоомного, регулируемого источника 4 питани . Терморезистор расположен под термопарой так, излучение лучистого нагревате л 5, сфокусированное оптической системой (не обозначена) прогревало не только термопару 1, но и те морезистор ,3. К терморезистору 3 подключен регистрирующий прибор 6, в качестве которого может быть использован осциллограф или частотомер .The converter consists of a thermocouple (thermopile) 1, a tunnel diode 2, a thermistor 3 made, for example, of a semiconductor material with a high temperature coefficient of resistance, and a low-impedance, adjustable power supply 4. The thermistor is located under the thermocouple so that the radiation of the radiant heating l 5, focused by the optical system (not indicated), warmed not only the thermocouple 1, but also the resistance sensor, 3. To the thermistor 3 is connected to the recording device 6, which can be used as an oscilloscope or frequency counter.

Преобразователь работает следую тцим образом.The converter works in the following way.

Сфокусированное оптической системой излучение лучистого нагревател 5 прогревает термопару 1 и терморезистор 3, что вызывает по вление ЭДС .. в термопаре 1 и уменьIThe radiation of the radiant heater 5 focused by the optical system heats the thermocouple 1 and the thermistor 3, which causes the appearance of EMF .. in thermocouple 1 and decreases

шение сопротивлени терморезистора 3.resistance thermistor 3.

При включении источника 4 питани ЭДС Q на туннельном диоде 2 по вл етс напр жениеWhen switching on the source 4 of the EMF Q on the tunnel diode 2, a voltage appears

(1)(one)

и ЕТ- IRand ET-IR

где I - сила тока в цепи.where I is the current in the circuit.

В соотношении (1) все величины, за исключением Е, завис т от скорости газа. Кроме того, напр жение и и сила тока I удовлетвор ют также ВАХ туннельного диода. Реальна ВАХ, показанна на фиг. 2, обусловлена собственной индуктивностью и емкостью элементов цепи, в которой включен туннельный диод. Характеристика имеет ту особенность, что при критическом напр жении на туннель703542In relation (1), all quantities, with the exception of E, depend on the gas velocity. In addition, the voltage and current I also satisfy the IV characteristics of the tunnel diode. The real IVC shown in FIG. 2, due to its own inductance and capacitance of the elements of the circuit in which the tunnel diode is included. The characteristic has the peculiarity that at a critical voltage on the tunnel 703542

ном диоде (/-100 мВ) сила тока измен етс скачкообразно, но в про- ; межутке Uj - U j - незначительно. Положение рабочей точки туннельного 5 диода на ВАХ зависит от величин „, , R. Пусть ЭДС gg такова, что рабоча точка О соответствует средней скорости газового потока, обдувающего термопару 1 и терморезис тор 3. При положительной пульсации скорости температура термопары 1 и терморезистора 3 уменьшаетс , при этом ЭДС термопары уменьшаетс , а сопротивление терморезистора 3 увеличиваетс } напр жение на туннельном диоде 2, как следует из (1), уменьшаетс и рабоча точка смещаетс по ВАХ влево. Если пульсаци достаточно велика, то напр жениеthe nominal diode (/ -100 mV) current strength varies in steps, but in -; spacing Uj - U j - slightly. The position of the working point of the tunnel 5 diode on the IVC depends on the values of „,, R. Let the emf gg be such that the operating point O corresponds to the average gas flow velocity blowing over thermocouple 1 and thermoresistor 3. With a positive speed pulsation, the temperature of thermocouple 1 and thermistor 3 decreases , while the emf of the thermocouple decreases, and the resistance of thermistor 3 increases} the voltage across the tunnel diode 2, as follows from (1), decreases and the operating point is shifted along the IVC to the left. If the ripple is large enough, then the voltage

достигает и в цепи по вл етс импульс тока, который регистриру- ,етс прибором 6. Частота регистрируемых пульсаций тем вьш1е, чем ближеreaches and a current pulse appears in the circuit, which is recorded by device 6. The frequency of the recorded pulsations is the higher the closer

напр жение средней рабочей точки Оthe voltage of the average operating point O

к . Последнее объ сн етс тем, что в газовом потоке возможны пульсации различных масштабов, при зтом преобразователь регистрирует интегральную частоту пульсаций, амплитуда которых больше или равна Up-U| p Пульсации напр жени лУ соответствует пульсаци скорости AV «6лУ где о1 - тарировочный коэффициент преобразовател . Интегральный спектрto The latter is explained by the fact that pulsations of various scales are possible in the gas flow, while the converter records the integral frequency of the pulsations whose amplitude is greater than or equal to Up-U | p Voltage voltage ripple corresponds to the ripple speed AV 6 6lU where o1 is the calibration factor of the converter. Integral spectrum

пульсаций газа устанавливаетс путем задани дискретного р да значений напр жени Up,...,Uf, и измерени соответствующих им частот, регистрируемых прибором 6. Дл получени истинного спектра пульсаций скорости интегральный спектр дифференцируетс по скорости.gas pulsations are set by setting a discrete series of voltage values Up, ..., Uf, and measuring the corresponding frequencies recorded by device 6. To obtain a true spectrum of velocity pulsations, the integrated spectrum is differentiated by speed.

Особенностью туннельного диода 2 вл етс то, что он в комбинации с термопарой 1 терморезистором 3 выполн ет роль термочувствительного элемента. Последнее объ сн етс тем, что изменение скорости газа на uV вызывает сдвиг его рабочей точки на величину lU. Как следует из (1), ЛИ liR. В. известном устройстве изменение напр жени на термочувствительном элементе (термопаре) составл ет 4U л Следовательно, в предлагаемом . устройстве достигаетс больша чувствительность , чем в известном.A feature of tunnel diode 2 is that it, in combination with thermocouple 1, and thermistor 3, acts as a thermosensitive element. The latter is explained by the fact that a change in the gas velocity by uV causes a shift in its operating point by an amount lU. As follows from (1), LI liR. In the known device, the voltage variation on the temperature-sensitive element (thermocouple) is 4U. Therefore, in the proposed one. The device achieves greater sensitivity than the known.

Wrpf IToWrpf ito

UKP IUKP I

иand

ipiit.ipiit.

Claims

THERMAL GAS FLOW RATE PULSATION CONVERTER

OR LIQUID, containing a thermocouple, a radiant heater with an optical system, the focus of which is a junction of the thermocouple, and a recording device, characterized in that, in order to increase sensitivity, a tunnel diode, a thermistor, and an adjustable power supply are connected in series with the thermocouple in a closed electrical circuit, in this case, the thermistor is located in the focus of the optical system of the radiant heater, and the recording device is connected in parallel to the thermistor.

FIG. 1