SU773497A1

SU773497A1 - Thermoanemometer sensor

Info

Publication number: SU773497A1
Application number: SU752149750A
Authority: SU
Inventors: Вульф Борисович Эткин
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1980-10-23

Description

(54) ДАТЧИК ТЕРМОАНЕМОМЕТРА(54) THERMOANEMOMETER SENSOR

Изобретение относитс к измерительному приборостроению, точнее к устройствам дл измерени местной скорости движущейс среды, например потока жидкости или газа, преимущественно запыленного. Известен датчик термоанемометра теплопередающий элег«нт которого выполнен в виде тонкой проволоки, соединенной импульсными лини ми с источником ЭДС, помещенный с помощью державки в поток перпендикул рно потоку движущейс среды 1 Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс датчик термоанемометра, содержащий теплопередающий элемант, укрепленны на державке, ориентированный вдоль потока, снабженный токопроводами Недостатки известных датчиков низка чувствительность вследствие бесполезного расходовани энергии источника тепла на лучеиспускание, низка точность вследствие косого натекани потока на обогреваемый элемент и ограниченный температурный диапазон применени . При измерении скорости запыленного газа ло .бова поверхность элемента термоанемометра подвергаетс интенсивному абразивному износу, что измен ет ,характеристику термоанемометра, снижает его стабильность, надежность и долговечность. Цель изобретени - повышение чувствительности , надежности измерени и расширение области применени . Поставленна цель достигаетс тем, что теплопередающий элемент выполнен в виде трубки с теплоизолированной наружной поверхностью. На чертеже схематически изображен вариант конструкции датчика. Датчик термоанемометра содержит теплопередающий элемент 1, к которому посредством (импульсных линий 2 (токопроводов) приложена разность потенциалов от источника ЭДС. Элемент 1 выполнен в виде тонкостенной трубки и ориентирован пара.плельно потоку движущейс среды. Наружна поверхность элемента 1 снабжена теплоизол цией 3. Датчик укреплен на державке 4 и через отверстие 5 в стенке трубопровода вводитс в поток, внутри которого про71зводитс измерение, ёходной участок датчика выполнен в виде насадки-конфузора 6.The invention relates to a measuring instrument, more precisely to devices for measuring the local velocity of a moving medium, for example a flow of liquid or gas, preferably dusty. The thermoanemometer sensor is a heat transfer element, which is made in the form of a thin wire connected by impulse lines to an EMF source placed with a holder into a flow perpendicular to the flow of the moving medium 1 The closest to the invention by a technical entity is a heat source sensor containing fastened on the holder, oriented along the flow, supplied with conductors. The disadvantages of the known sensors are low sensitivity due to the waste of energy heat source for radiation, low accuracy due to oblique flow of the flow onto the heated element and a limited temperature range of application. When measuring the speed of a dusty gas, the locomotive surface of the hot-wire anemometer element is subjected to intense abrasive wear, which changes the characteristics of the hot-wire anemometer and reduces its stability, reliability and durability. The purpose of the invention is to increase the sensitivity, reliability of measurement and the expansion of the field of application. The goal is achieved by the fact that the heat transfer element is made in the form of a tube with a thermally insulated outer surface. The drawing schematically shows a variant of the design of the sensor. The thermo-anemometer sensor contains a heat transfer element 1, to which a potential difference from the source of EMF is applied by means of (pulse lines 2 (conductors). Element 1 is made in the form of a thin-walled tube and is oriented pairwise to the flow of the moving medium. The sensor 1 mounted on the holder 4 and through the hole 5 in the pipe wall is introduced into the flow, inside which a measurement is carried out, the flow section of the sensor is designed as a confuser nozzle 6.

Измерение скорости производитс о величине электрического сопротивени (температуре) теплопередающего лемента 1 при посто нном токе питаи или по величине тока, протекаюего по элементу Ч, необходимого дл поддерживани его температуры посто нной , В обоих случа х потери тепла учеиспусканием отсутствуют, поскольку излучающей и воспринимающей тепловой поток поверхностью вл етс поверхность теплопередающего элемента 1, температура которой одинакова,The speed is measured according to the electrical resistance (temperature) of the heat transfer element 1 at a constant current supply or according to the amount of current flowing through element H required to maintain its temperature constant. In both cases, there is no heat loss due to heat the surface flow is the surface of the heat transfer element 1, whose temperature is the same,

Внешн поверхность датчика теплоизолирована и в работе устройства не участвует. Температура, степень черноты и форма конструкции, внутри которой производитс измерение, не вли ют на точность, тем самым обеспечива возможность переноса результатов стендовых градуировок термоанемометра на его работу в прог В шленных услови х. Расшир етс область применени датчиков и по вл етс возможность их использовани дл измерени высокотемпературных потоков, так как повышение температуры не увеличИ вает потери тепла на лучеиспускание. Отсутствие тепловых потерь повыиает чувствительность устройств при пэсто нстве подводимой к датчику энергии , особенно при измерении потоков , температура которых превышает 300-400°С,The external surface of the sensor is thermally insulated and does not participate in the operation of the device. The temperature, the degree of blackness and the shape of the structure inside which the measurement is made do not affect the accuracy, thereby ensuring the possibility of transferring the results of bench calibrations of the thermoanemometer to its operation under the progressed conditions. The range of application of the sensors is expanding and it becomes possible to use them to measure high-temperature fluxes, since increasing the temperature does not increase the heat loss for radiation. The absence of heat losses increases the sensitivity of devices at the velocity of energy supplied to the sensor, especially when measuring flows with temperatures exceeding 300-400 ° C,

Датчик используют дл измерени пылесодержащих потоков, поскольку снабжен средствами, обеспечивающими высокую стойкость датчика к абразивному износу, а именно насадкой 6, Насадка 6, выполненна в виде конфузсра- , обеспечивает также гидродинамическую стабилизацию измер емого потока. Измен длину насадки, можно регулировать чувствительность датчика , так -как толщина пограничногоThe sensor is used to measure dust-containing flows, since it is equipped with means providing a high resistance of the sensor to abrasive wear, namely, nozzle 6, Nozzle 6, made in the form of confusion, also provides hydrodynamic stabilization of the measured flow. Changing the length of the nozzle, you can adjust the sensitivity of the sensor, so as the thickness of the boundary

сло , вли юща на теплоотдачу от элемента 1, определ етс его рассто нием от передней кромки насадки. Датчик целесообразно использовать дл измерени скорости трехмерного потока. При этом зона нечувствительности к углу атаки потока может быть доведена до 60° путем-выполнени конфузорного входа в насадку.The layer that affects the heat transfer from element 1 is determined by its distance from the leading edge of the nozzle. The sensor is useful for measuring the speed of a three-dimensional flow. In this case, the insensitivity zone to the angle of attack of the flow can be increased to 60 ° by performing the confused entry into the nozzle.

Предлагаемое устройство отличаетс малой инерционностью. Его конструкци позвол ет выполн ть тепло- передающий элемент очень тонким, например из фольги, наклеенной на внутреннюю поверхность втулки, изготовленной из теплоизол ционногоThe proposed device is characterized by low inertia. Its design allows the heat-transmitting element to be made very thin, for example, of a foil glued onto the inner surface of a sleeve made of heat-insulating

5 материала.5 material.

Использование предлагаемого датчика позвол ет проводить измерение скорости с запыленных потоков с высокой точностью и расширить температурный диапазон измерений.The use of the proposed sensor allows measuring the speed from dusty streams with high accuracy and extends the temperature range of measurements.

Claims

Invention Formula

A thermo-anemometer sensor, comprising a heat transfer element, mounted on a holder, oriented along the stream, provided with conductors, characterized in

that, in order to increase the sensitivity, reliability of measurement and expansion of the field of application, the heat transfer element is made in the form of a tube with a thermally insulated outer surface.

Sources of information taken into account in the examination

1, Gorlik S, M. et al. Aeromechanical measurements, M ,, Science

1964, p. 239-243

2, USSR author's certificate

t 189634, Cl, G 01 P 5/12, 1963 (prototype),

one.

some

7

/ five

lz