SU679880A1 - Термоанемометрический датчик - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано при измерении параметров, например скорости движени , газовых и жидких сред в экспериментальной аэрогидродинамике. Известны термоанемометрические датчики в виде полупроводниковых бусинок, закрепленных на токоподводах til. Однако такие датчики не работосп собны при-высоких температурах конт ролируемых сред. Известны термоанемометрические датчики с чувствительньют элементаvsA В виде тонких металлических нитей 12 . Недостатком этих датчиков  вл ютс  большие температурные погрешности . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  те моанемо №трический датчик 3, содержгшшй термочувствительный элемен неподвижно закрепленный на токоподводах , которые установлены на держа ке. В этом датчике обеспечена температурна  компенсаци  за счет примене ни  токоподвода в виде биметалличес кой пластины, контактирующего с чувствительным элементом. Недостатком данного датчика  вл етс  наличие погрешностей за счет непосто нства контактного сопротивлени  токоподвода, выполненного в виде биметаллической пластины, с чувствительным элементом (нитью). Это обусловлено тем, что в процессе разогрева нити за счет протекающего через нее электрического тока происходит окисление токоподвода.и нити в месте контакта. .Контактное сопротивление мен етс  при работе датчика в агрессивных и длектрощ)рводных средах, что существенно ограничивает их применение в практике измерений, так как возникают погрешности в температурной компенсации. Целью изобретени   вл етс  устранение температурных погрешностей. Это достигаетс  за счет того, что в предлагаекый термоанемометрический датчик, содержащий термочувствительный элемент, неподвижно закрепленный на токоподводах, которые установлены на державке, введена би №таллическа  спираль, один конец которой неподвижно соединен с державкой . На чертеже приведена принципиальна  схема описываемого устройства. Чувствительный элемент в виде металлической нити 1 закреплен на токоподводах 2 и 3, которые установлены на державке 4, Державка закреплена на торце спиргши 5 из биметаллического материсша. На нить набегает поток со скоростью V под угломсСУстройство работает следующим образом . Термочувствительный элемент в виде металлической нити 1 разогреваетс  за счет протекающего через него тока до температуры Т. В любой момент времени на термочувствительном элементе существует баланс мощностей З Г НСт-ТсХ (i) где 0 - ток через нить; h - электрическое сопротивление металлической нити; И - коэффициент рассе ни ; Т - температура нагрева нити; TC - температура контролируемой среды. При мгшых приргидени х параметров (малые изменени  скорости V) равенст во (1) может быть записано в вариаци х ()дН- НАТ-НлТ (2

Известно, что чувствительность нити (величина изменени  коэффициента рассе ни  при данном изменении скорости движени  среды) при действии , на нее набегающего потока со скоростью V находитс  в зависимости от Угла оСнавегаюшего потока. Чем меньше угол оС , тем меньше чувствительность нити к изменени м скорости V, т.е. тем меньше изменение коэффициента рассе ни  нити.

Следовательно, изменение коэффициента рассе ни  дН нити, в общем случае, состоит из двух составл ющих

,

где дН.. - изменение коэффициента расс се ни  за счет изменени  скорости движени  потока; дНJ - изменение коэффициента

рассе ни  за счет изменени  углового расположени  нити к вектору скорости движени  потока.

Термоанемометрический датчик, содержащий -термочувствительный элемент, неподвижно закрепленный на токоподводах , установленных на державке, отличающийс  тем, что, с целью устранени  температурных погрешностей, в него введена биметаллическа  спирашь, один конец которой неподвижно соединен с державкой .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

5 Ференец В,А. Полупроводниковые струйные тёрмоанемометры. М., Энерги , 1972,с.42.

2.Ма кин В.П., Донченко Э.Г. Электронные системы дл  автоматического измерени  характеристик потоков жидкостей и газов, М., Энерги , 1970, с. 8.

3.За вка 2389096/18-10,

Claims (1)

1. кл. G 01 Р 5/12, 29.07.77, по которой вынесено положительное решение о выдаче авторского свидетельства (прототип). 04 В этом случае выражение (2) запишетс  в виде ()дН(Т-Т.-.дИ, млт-и т (, При изменении температуры среды АТ измен етс  температура биметаллической пластины, из которой выполнена спираль, что вызывает ее прогиб , вызыва , в свою очередь, поворот нити на угол доС относительно вектора набегающего потока V. Изменение угла доС вызывает изменение рассеиваемой мощности &tl нити за счёт ее поворота относительно вектора скорости. Параметры биметаллической спирали (пластины) и металлической нити могут быть выбраны образом, чтобы составл юща  мощности (Т -TC) дНoL(см. COOTношение 3) в любой момент времени была равна составл ющей Н дТ, , т.е. (Т-Т) дН НдТс, что приводит к компенсации в правой части равенства (3) составл ющей Н дТ, вызывающей по вление в выходном бигнале датчика погрешности от изменений температуры контролируемой среды, т.е. обеспечиваетс  устранение температурных погрешностей. Формула изобретени