SU595674A1 - Преобразователь давлени и скорости изменени давлени газа - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области нрнборостроени .

Известны термоанемометрические нреобразователн давлени  н скорости изменени  давлени  1.

14аиОолее близким но техннческо сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  дифференцирующий преобразователь давлеин , содержащий проточную камеру , соединенную с полостью измер емого давлени  через гагнетатель, входной и выходHoii каналы с термоаиеморезисторами, включенными в -электроизмерительную схему и снетему термостатировани  всего преобразовател .

Такие преобразователи ие обесиечивают высокой точноети в широком диапазоне изменени  входных величин.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение диапазона его работы .

Это доетигаете  тем, что в предлагаемый преобразователь введен управл емый генератор приращени , выходные клеммы которого соединены с входными клеммами электропривода нагнетател , а входные клеммы соединены с выходными клеммами резиеторного делител  напр жени , нодключенного к выходным клеммам электроизмерительной схемы .

На чертеже показана схема нредлагаемого преобразовател .

ПреобразоБатель содержит полость 1 входного давлени  /, систему 2 термостатнровапи , пагнетатсль 3 с Д1знжителс.м, унравл емыи генератор 4, электропзмерптельные уцени 5 и 6, выходные клеммы которых через резисторный 7 нанр женнГ соеднне1 Ы лежду собоГ), а также нрисоединены к )ир; вл сл ому генератору 4. Стенками тенлоизолнрованного корнуга 8 и Д11фференцпруюн1,ей iipoToiiioii камер:,; 9 образован канал 10, чеpc .i KOTOpbiii ra:-i ностунает в канал с входным терлгоапеморезнстором 11. В выходном канале проточной камеры 9 установлен выходно| 1 термоанеморезистор 12, через который газ поступает на нагнетател  3.

Работа нреобразовател  заключаетс  в следующем.

Дл  случа  посто нного во времени давлени  P eonst во входной полости за счет работы )1агиетател  в установившеме  режиме перетекание газа через каналы и проточные камеры пе:;змс;;ко, при этом пнтенспвиость охлаждени  q, н q- термоакеморезисторов И и 12 иотоками газа одинакова (qi q qo const), поэтому напр жение Ll н U-2 на выходе измерительных цепей 6 и 5 окажутс  :eждy собой также равными, и на вход управ .ч емого генератора 4 ноетупает сигнал U,

соответствующий опорному напр жению Uo/Ui U2, Uo, а интенсивность работы нагнетатСоа  3, завис ща  от сформированных управл емым генератором частоты f и напр жени  нлн тока питани  движител  - заданному начальному режиму, величине выходного сигнала РО и значению абсолютного давленн  Р газа. Частота / и напр жение Un НЛП ток питани  двнжител  формируютс  управл емым генератором на основе сравнени  снгнала Ur, ноступающего с делител  напр жений , н велнчины онорного напр жени  Uo заданного начальной настройкой нреобразовател .

Прн меньшем но величине (но неизменном во временн) абсолютном давлении Р снижение стенени охлажденн  термоанеморезнсторов 11 н 12 за счет уменьшенн  нлотности газа автоматически уравновешиваетс  нутсм увеличени  частоты f н нанр жени  LH нли тока питани  движител , т. е. за счет увеличенн  интенснвпостн работы нагнетател , нрн этом соответственно нзмен етс  н выходной Электрическнй сигнал Ра.

В нреобразователе всегда удовлетвор етс  условне неизменности степени охлаждени  qs. и 1/2 термоанеморезнсторов И н 12, точнее Б лннейпом приближении удовлетвор етс  равеиство (/i-i-f/2)2 o consl;, что иозвол ст обеспечить улучшение динамических и статических характеристик термоанемометрических нреоОразоватслей.

При нзмененнн во времени, нанример, уменьшении давленн  Р газа термоанеморезистор 11 охлаждаетс  потоком газа в меньшей сгененн, чем термоанеморезнстор 12 (qi.il.) что приводит к нзмеиению напр женнй на выходе электроизмерительных ценей b п b ,U2) и по влению выходного снгнала (cipyjdi) (U2-Ui) но скорости измененн  давленн  газа. В этом случае сигнал Uf уменьшаетс  за счет более ннтенснвного снижепн  оодува cjz, термоапеморезистора 11 по сравнению е некоторым увеличением обдува ijz термоаиеморезистора 12. Это уменьшение напр жени  Ор (t;i-j-62J2 комненсируетс  (ypaвнoвeшнвaeтc J автоматически за счет соответствующего увеличени  частоты / н нанр жени  Оц илн тока интани  движител  нагнетател  о, следовательно, н выходного снгнала Pj.

При увеличеннн во входной нолостн давлс1 н  ;- газа термоанеморезистор 11 оказываетс  в большей стенени охлажденныл но сравнению с выходным термоанеморезистором 12 J:. некоторое увеличение напр жени  (УГ ком11 енснруетс  соответствующим умеиьшениеы гнтенсиБностн работы нагнетател , а нол рность выходного напр жени  Uz-Ui измен етс .

Дл  улучшени  динамических свойств системы отработки сигнала но давлению выбирают делитель нанр жени  7 иеснмметричным , при этом в сигнале UT на выходе унравл емого генератора содержнтс  дополнительна  составл юща  Af/r но ироизаодной во времени от да ;лени  газа. Величину этой дополнительной составл ющей Диг Быбнра)от из услови  устойчивости работы системы ура5 вновешнвапи .

Ыачальиый (заданный) режим работы нреобразовател  устанавливают регулнровкой величины опорного нанр жени  L-o нз условий обеснечени  линейных преобразований

Q максимальных значеннй скоростн измерени  давлений (dpidt} з-ы-, при максимальной абсолютной величиие измер емого давлени  -Рмакс газа, прн этом и ггенснвность работы нагнетател  должна быть минимально возrj можной и в то же врем  обесиечивать номинальный нереток газа но обоим каналам с тер.моанеморезисторамн в установленном направлении (при максимально возлшжном значении скорости изменени  давленн ).

,„ Таким образом, в предлагаемом нреобразователе при широком изменении давлени  газа обесиечиваютс  достаточио малые изменени  интснсивностн обдува термоанеморезисторов , т. е. малые измененн  режнмов их ра ,- боты, вызванные только лишь скоростью измеиени  давлени  газа, что снособствует суН1 ,сственно.1у новышению- их чувствительности и точности нри расширенном днаназоне работы .

Существенными нренмуществами преобразовател  также  вл ютс  высока  иомехоустойчнвость , быстродействие, надежность, нростота и возможность получени  выходных снгналов в виде частоты / работы уиравл е- мого генератора и разности частот работы двух управл емых генераторов в случае комнлексированн  двух идентнчных иреобразователей нрн соответствующей иастройке режимов их работы.

В качестве нагнетател  иредночтительно иснользовать объемн1з1й с нлавающим диском или унругой 1мембраной и электромагнитным прнводом, либо с двухступенчатым резонансным нагнетателем, вынолненным из биморфHoii ньезокерамики.

Однако возможно испоЛ1)Зование и центробежных нагнетателей, при этом статическа  характсрнстнка нреобразовател  давлени  оказываетс  существсиио нелинейиой, на учаciKC люньших значеннй давлени  чувствительи

ность иреооразовател  увеличиваетс .

Ф о Р м у л а и 3 о б Р е г е н и  

Преобразователь давлени  и скоростн изменени  давленн  газа, содержащнй проточную камеру, соеднненную с полостью измер емого давлени  через нагнетатель, входной и выходной каналы с термоанелюрезнсторами, включенными в электроизмерительную схему, и систему термостатированн  нреобразовател , о т л н ч а ю щ и ii е   тем, что, с целью повышени  точности, расширени  днаназона работы, в преобразователь введен унравл емый генератор прнращеп.и , выходные клеммы которого соединены с входными клеммами электропривода нагнетател , а входные клеммы соединены с выходными клеммами резисторного делител  напр жени , подключенного к выходным клеммам электроизмерительиой схемы.

Источники информации, прин тые во внт мание при экспертизе

1.Ференц В. А. Полупроводниковые струйные термоанемометры. М., «Энерги , 1972.

2.АвторскоесвидетельствоСССР № 446831, кл. G 01р 5/12, 1975.