SU777439A2 - Тепловой расходомер - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР

1

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к тепловым устройствам дл  измерени  расхода газа или жидкости.

По основному авт. св. № -233954 известен тепловой расходомер, €оде(ржащий резистор-натреватель , выполненный из участка трубопровода со стенками более тонкими , -чем 1стен;юи -основного трубопровода, и включенный в м-остовую схему, дифференциальный усилитель сигнала разбаланса мостовой схемы, выход которого подключен ко входу устройства регулировани  на-пр жен ,и , Б1ключенн-ого Меж-ду источником питани  и мостовой схемой.

Недостатком этого устройства  вл етс  нелинейность градуи-ровочиой характеристики расход-мощность ,при малых расходах.

Цель изобретени  - расширение линейного диапазона из-мерени  в О1бластн малых расходов.

.Это достигаетс  тем, что расходомер снабж ен доп-однительны-м нагревателем, установленным после основного терморезистора-нагревател  и подключенным к источнику питани  через регулируемое сопротивление , нри этом дополнительный нагреватель установлен от основного терморезистора-нагревател  на рассто нии, равном или меньшем рассто ни  между упом нутым основным терморезистором-нагревателем и входным компенса-ционным резистором .

На чертеже приведена ко-нструкци  и измерительна  схема теплового расходо5 мера.

Устройство содержит отрезо-к трубы /, участки которого представл ют со:бой входной компенсационный резистор 2, терморезистор-нагреватель 3 и дополнн10 тельный нагреватель 4. Нагреватель 3 отделен от резистора 2 и нагревател  4 участками 5 и 5 трубы с тонкой стенк-ой. Резисторы 7 и S с резистором 2 и нагревателем 3 соединены в мостовую схему, сигнал pas15 баланса которой усиливаетс  усилителем 9 и управл ет регулируюшим устройством 10. Источник питани  ,// подключен через регулируюшее устройство 10 к диагонали питани  мостовой схемы и через переменный

20 рез истор 12 к дополнительному нагревателю 4.

Устройство работает следующим образам .

25 Мостова  схема, состо ща  из тер-морези-стора-нагревател  3, компенсационного резистора 2 и термостабильных резисторов 7 и 5, .вместе с дифференциальным усилителем 9 и регулирующим устройством 10

30 образуют схему автоматической стабилизации :С,реднеи температуры терлМорезисторанагревател  3.

За Счет действи  этой схемы иа диагонали питан.и  мостовой схемы устанавливаетс  такое напр жение, которое обеслсчивает иатрев терморезистора-натревател  3 до средней темпе;ратуры, при .которой выполн етс  условие баланса (мостовой сх&мы

7

2

R

где 2, 3, и 8 - соответственно величинысопротивлений участков 2 и 3 ,и рсзисторов 7 и S.

При отсутствии потока на термо:резисторе-нагревателе 3 выдел етс  мощность, комлвнсирующа  потер,и тепла с его внешней поверхности, через участки 5 и 6 и через неподвижное вещество, заполн ющее вн)тренню1о полость трубы.

При «аличии потока увеличиваетс  теплоотдача с внутренней пове,рх1юст,:1 терморезистора-нагревател  3, но его средн   твм1пе;ратура ОСтаетс  прежней за счет действи  .схемы стабилизации температуры,, котора  увеличивает нашр желие питани  мостовой схемы, компенсиру  тем самьрм мощность, котора  расходуетс  на нагрев потока. Так как средн   темлература терморезистора-нагревател  3 остаетс  прежней, то не измен етс  и количество тепла, рассеиваемое его внешней поверхностью , и увеличение мощности должно быть пр мо Дропорщионально )массовому расходу вещества потока с известным уравнением теплового баланса:

др Р-РО Ср АГ-Q,,

где РО - мощность, выдел ема  на терморезИсторе-наГревателе при нулевом расходе (тепловые потерн); Р - мощность При наличии ,расхода; Ср - удельна  теплоемкость вещества

потока;

AT - разность температур потока на входе в терморезистОр-нагреватель на его выходе;

QM - массовый расход вещества потока. Однако при /малых расходах увеличение мощности будет знаЧительно меньще рассчитанного по уравнению теплового -баланса за счет вли ни  тепловых потерь через участки 5 и 6, которые из)мен ютс  при изменении расхода и особенно силкно вли ют на характеристику именно тери малых расходах . Это вли ние объ сн етс  следующим образом.,

При малых расходах вещество потока успевает несколько нагретьс  за врем  лрохождени  участка 5. Чувствительность лреобразовател  -медленно возрастает по ме)ре увеличени  расхода за счет того, что

потак успевает прогретьс  на участке 5 да меньшей темлературы из-за увеличени  линейной скорости потока и увеличени  крутизны подъема температурного пол  s

зоне )/-частка 5. Занижение чувствительности при малых расходах лроисходит и за счет участка 6 который нагреваетс  выход щим из зоны терморезистора-нагревател  3 потоком вещества, что првводит к уменьщению тепловых потерь че/рез участок 6, . следовательно, и к снижению того прироста мощности, который произощел за счет увеличени  расхода. В результате чувств; тельность преобразовател  медленно возрастает но мере увеличени  расхода и достигает посто нного и близкого к расчетной величине значени  только при каошм-то значении расхода, завис щем от геометрических размеров (длина, внутренний диаметр , толщина стенки) участков 5 и 5 и от теплофизических свойств материала трубы.

При наличии дополнительного нагревател  4, расположенного после терморезистора-нагревател  3 но ходу потока на некотором рассто нии от него, и при равенстве их температур вли ние нагрева участка 6 выход щим из терморезисторанагревател  3 потоком вещества практически устран етс , так как в этом случае тапловые потери через участоК 6 близки к нулю и не изМен ютс  при увеличении расхода . Если же температура дополнительного нагревател  4 будет выше температуь:

терморезистора-нагревател  3 приблизительно на величину перепада температуры на участке 5, то при отсутствии потока вещества устанавливаетс  определенный тепловой поток от дополнительного нагревател  4 через участок 6 к терморезисторунагревателю 3. При увеличении потока вещества этот тепловой поток будет уменьщатьс , ЧТО приведет к увеличению мощности , потребл емой от источника питани 

терморезистором-нагревателем 5 т. е. к увеличению чувствительности. Выбрав длину участка 6 и регулиру  температуру дополнительного нагревател  4 изменением переменного резистора 12, можно достичь

.кампенсадии отрицательного вли ни участка 5 на начало градудровочной хахактеристики .

Claims (2)

1. Тепловой расходомер по авт. св. № 2.33964, отличающийс  тем, что, с целью расширени  линейного диапазона

измерени  в области малых расходов, он снабжен дополнительным нагревателем, установленным после основ-ного терморезистора-нагревател  и подключенным к источнику питани  через регулируемое сопротивление .

2. Расходомер по п. 1, отличающийс   тем, что дополнительный нагреватель

установлен от основного те,р морезистора:нагревател  на рассто нии, равном или

меньшем рассто ни  между упом нутым основным терморезистором-нагревателем и входным камиенсационным резистором.