SU1437694A1

SU1437694A1 - Устройство дл измерени параметров газовых потоков

Info

Publication number: SU1437694A1
Application number: SU874246421A
Authority: SU
Inventors: Павел Иванович Савостенко; Владимир Сергеевич Казанцев
Original assignee: Донецкий государственный университет
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и исключает погрешности измерений температуры и скорости газовых потоков, обусловленных периодическими вспышками пульсаций давлени , электромагнитных помех и температур в широких диапазонах тем- ; ператур и скоростей. Устройство содержит термоанемометр 1 посто нной температуры с датчиком 2, умножитель 3, управл емый источник тока и измерительный преобразователь температуры 5 с датчиком 6, четыре аналоговых ключа 10-13, два блока усреднени (7 и 14), каждый из которых содержит фильтр нижних частот и устройство выборки-хранени , согласующее устройство 17, инвертор 18, RS-триггер 24, измерительный преобразователь давлени 19, фильтр нижних частот 20, компаратор 21, одновибратор 22, источник пороговых напр жений 23, регистратор 25. 1 ил.

Description

{

о

о со

4

114376942

Изобретение относитс к измеритель-рудовани исследуемого объекта периной технике и может быть использованоодического действи , например импуль- дл измерени быстромен ющихс темпе-сного лазера, ударной аэродинамичес- ратуры,.скорости и давлени газовыккой трубы и т.п., котора преобра- потоков„зуетс им в периодическую последоваЦелью изобретени вл етс новы-тельность положительных управл ющих шение точнооти измерени температурыимпульсов напр жени {UrJ. Резистив- И скорости неизотермических и неизо-ные датчики 2 и 6 выбирают идентич- барических потоков газа. IQными по своим физическим свойствам : На чертеже представлена блок-схемаи конструкции, чтобы гарантировались Предлагаемого устройства,одинаковые динамические свойства, а Устройство содержит термоанемометрразмеры всех трех датчиков, включа посто нной температуры (ТАПТ), ви датчик ИПД 19, обеспечивали локаль- мостовую схему которого включен ре- 15ность измерений. Сигналы температуры зистивный датчик 2, умножитель 3, ув:-Up и скорости Иу (U - электрическое равл емый источник 4 тока измери™напр жениеj v л в- скорость и тем- тельный преобразователь 5 температу-пература потока газа соответственно ры с резистивнь М датчиком 65 первыйс блоков и 5 одновременно пос ру- блок 7 усреднени с фильтром 8 нижних 20пают на информационные входы ключей частот (ФНЧ) и-устройством 9 .выборки-JQ „ 12,блоков 7. и. 14 усреднени , а хранени (УВХ), четыре аналоговых клю- также умножител 3, который совмест- ча 10-1Sj второй блок 14 усреднени управл емым источником 4 тока ФНЧ 15 и УВХ И), согласующее устройст-создает на резисторе 26 мостовой схе- но 17, последовательно соединенное с 25мь ТАПТ 1 падение напр жени , пропор- инвертором 18, измерительный преобра™циональное произведению 0 v. Это зователь 19 давлени (ШД),. соединен-компенсирует завис щую от т емпера- ньй через ФНЧ 20 и компаратор 21 стуры часть изменени напр жени на одновибратором.22 источник 23 порого-резистивном датчике 2, которое адди- йых напр женийS, подключенньй к опор- 30тивно по отношению к температуре и йым входам компаратора 21, RS-триггерскорости газового потока, и тем са- 24 и регистратор 25, к первому и вто™мым обеспечивает инвариантность сиг- рому входам которого подключены соот-нала Uv ТАПТ 1 по отношению к вариа- йетственно выходы ктаочей 10 и 1, 12- ци м температуры потока относитель- и 13,. а к третьему - выход ЖЩ 19, 35 начальной температуры, при кото- Информационные входы ключей 10 -рой производилась градуировка ТАПТ 1, 13 соединены соответственно с выходом По приходу переднего фронта подо- 1АПТ 1 непосредственно и через первьйжительного i-ro импульса последова- блок 7 усреднени J а с выходом преоб-тельности fUfjc выхода согласующего разовател 5 - непосредственно и через дустройства 17 через инр,ертор 18 выклю- второй блок 14 усреднени . Управл ю-чаетс ключ 12, т.е. на регистратор ffljje входы ключей 10 - 13 подклгочены25 не проходит напр жение U с выхо- соответственно к инверсному и пр момуда преобразовател 5, и одновремен- выходам RS-TpHrrspa 24 и выходам ин-но включаетс ключ 13, При этом сгла- вертора 8 и согласующего устройства женный ФНЧ 15 сигнал Ug f (§) запо- 17, одновременно соединенного с S-вхо-минаетс в УВХ 6, Таким образом, в дом триггера 24s которого сое-течение длительности i-ro импульса в динен с вьпюдом одновибратора 22, К .регистраторе 25 фиксируетс значение выходам ТАПТ 1 и преобразовател 5усредненной температуры в потока га- подключен своими входами уг-шожитель .за к моменту прихода i-ro импульса 3, вькод которого соединен через Vf , По окончании i-ro импульса равл емый источник 4 тока с одним изключ 13 закрываетс , а ключ 12 от- узлов измерительной диагонали мос.то-крываетс сигналом с выхода инвер- :эой схемы TAIIT 1 тора 18 и в течение времени до приУстройс во работает следующим об- хода 1+1-го импульса на вход регистразоМаратора 25 проходит неискаженный поНа вход согласующего устройства 17мехами сигнал U, Если вспышки.элекподают синзфонизир тощуи последователь-тромагнитных помех отсутствуют, легко

ность 5гмпульсов с генераторного обо-предусмотреть прохождение сигнала Ug

15

на регистратор 25 непосредственно с вьпсода преобразовател 5,

Регистраци скоростного сигнала и. происходит несколько иначе, так как высокоинтенсивные пульсации давлени , которые возникают в моменты по влени импульсов искажают сигнал ТАПТ 1, существуют значительно дольше электромагнитных помех. По- Q этому управление ключами 10 и 11 в скоростном канале, аналогичными ключам 12 и 13 температурного канала, происходит с помощью RS-триггера 24, По переднему фронту i-ro импульса с выхода согласующего устройства 17 RS- триггер 24 перебрасываетс в единичное состо ние и напр жением.с пр мого выхода открьшает ключ 11, а с инверсного выхода закрьюает ключ 10. При этом сигнал U, сглаженньй ФНЧ 8, запоминаетс в УВХ 9 аналогично U, но ключ 11 не закрываетс по заднему фронту i-ro импульса, а остаетс открытым до тех пор, пока RS-триггер 24 не переброситс импульсом по R-BXO- ду. Такой импульс вырабатываетс из сглаженного ФНЧ 20 сигнала давлени Up вухпороговым компаратором 21 в соответствии с выражением 1,

Unopi Р пор-г ;

О, Up 7 Unopi и Up Ufiopi , - выходное напр жение компаратора 21;

,. ,Uf,op г - пороговые напр жени , срабатьшани компаратора, которые задаютс из соображений требуемой точности учета вли ни давлени на сигнал ТАПТ ,

и одновибратором 22, который при U 1 вырабатьюает короткий импульс посто нной длительности, примерно такой же, что и длительность импульсов в Upi. В результате гарантируютс одновременное по вление единичных потенциалов на входах RS-триггера 24 и его правильна работа. Как только RS-триггер . 24 переброситс указанным импульсом , ключи 10 и 11

то ние и на регистратор 25 проходит неискаженный пульсаци ми давлени и электромагнитными помехами сигнал Uy f (v) до момента прихода i+1-го импульса из последовательности ftj далее все повтор етс . Таким образом, в отличие от температурного сигнала и а регистраци скоростного сигнала

Uy происходит в течение разных по дли тельности промежутков времени, так . как момент выработки сигнала U,1 слу чаен и зависит от степени возмущени потока газа за каждый импульс из Сигнал давлени Up проходит на регистратор 25 с выхода ИПД 19 непосредственно .

Таким образом, предлагаемое устрой ство позвол ет Проводить одновременное измерение параметров газового потока в режиме реального времени при наличии интенсивных периодических вспышек пульсаций давлени , температуры и электромагнитных помех. При этом точность измерений температуры и скорости повышаетс на 40-60% и более .

Все узлы устройства сравнительно просто реализ5гютс на современной элементной базе. Так, ИПД 19 может быть построен на базе пьезоэлектрического датчика типа ЛХ-610. В-качест

25 ве ключей могут использоватьс бипол рные транзисторные микросборки. ФНЧ и УЪХ могут быть выполнены на операционных усилител х. Согласующее устройство реализуетс на резистивном делителе напр жени и компараторе. Источник пороговых напр жений строитс по схеме прецизионного источника напр жени с выходным делителем. Регистратор представл ет собой, на35 пример, магнитограф типа НО-62 и т.п.

20

30

40

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени параметров газовых потоков, содержащее измерительный преобразователь скорости - термоанемометр посто нной-температуры с резистивным датчиком, включенным в мостовую схему, измерительный преобразователь температуры в напр жение с резистивным датчиком, управл емый источник тока, выход которого соединен с одним из узлов измерительной диагонали мостовой схемы термоанемометра , а его вход подключен к

SO

измен ют свое сое- выходу умножител , два входа которого раздельно подключены к выходам измерительных преобразователей скорости и температуры, и регистратор, о т45

55

личающее. с тем, что, с целью повышени точности измерени температуры и скорости газовых потоков , в него введены четыре аналоговых ключа, два блока усреднени , каж5

Q

Uy происходит в течение разных по длительности промежутков времени, так . как момент выработки сигнала U,1 случаен и зависит от степени возмущени потока газа за каждый импульс из Сигнал давлени Up проходит на регистратор 25 с выхода ИПД 19 непосредственно .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет Проводить одновременное измерение параметров газового потока в режиме реального времени при наличии интенсивных периодических вспышек пульсаций давлени , температуры и электромагнитных помех. При этом точность измерений температуры и скорости повышаетс на 40-60% и более .

Все узлы устройства сравнительно просто реализ5гютс на современной элементной базе. Так, ИПД 19 может быть построен на базе пьезоэлектрического датчика типа ЛХ-610. В-качест5 ве ключей могут использоватьс бипол рные транзисторные микросборки. ФНЧ и УЪХ могут быть выполнены на операционных усилител х. Согласующее устройство реализуетс на резистивном делителе напр жени и компараторе. Источник пороговых напр жений строитс по схеме прецизионного источника напр жени с выходным делителем. Регистратор представл ет собой, на5 пример, магнитограф типа НО-62 и т.п.

0

0

40

45

55

личающее. с тем, что, с целью повышени точности измерени температуры и скорости газовых потоков , в него введены четыре аналоговых ключа, два блока усреднени , каждый иэ которых включает в себ последовательно включенные фильтр нижних Частот и устройство выборки-хранени ,, последовательно включенные согласлло

Щее устройство и инвертор последова- (гельно включени-ше измерительный преобразователь давлеШ Ш фильтр нижних liiacTOT коьшаратор и одновнбратор, источник пороговых напр жений;, подкш 1енный к опорным входам компараторвр И КЗ-триггерг, R-вход которого соедн-- йен с выходом одновибратора,,, а его Б-ВХОД с выходом согласующего устройства j, причем первый вход регистра- тора подключен к выходам кервсл- о и рторсго кл50чейл второй вход регистра- тора - к вьксодам третьего и четвертого ключей, третий вход регистратора подключен непосредственно st выходу

измерительного преобразовател давлени , информационные входы первого и третьего ключей соединены с выходами измерительных преобразователей скорости и температуры соответственно, информационный вход второго ключа соединен с выходом измерительного преобразовател скорости через один из блоков усреднени , второй из которых включен между выходом измерительного преобразовател температуры и информационным входом четвертого ключа, управл ющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с инверсным и npHi-ibiM выходами RS-триггера , управл ющий вход третьего.ключа соединен с выходом инвертора, а управл ющий вход четвертого ключа - с выходом согласующего устройства