SU800735A1 - Устройство дл измерени пульсацийдАВлЕНи гАзА - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретение относитс  к измереникГ динамичедких давлений и может найти применение дл  измерени .пульсаций давлени  в воздушно-газовых магистрал х двигателей.

Дл  измерени  динамических давлений в объектах, в которых невозмож- на непосредственна  установка датчика давлений, например из-за высоких температур , примен ют специальные устройства . К этим устройствам предъ вл ютс  жесткие требовани  по равномерности частотных характеристик в широком диапазоне частот колебаний.

В аэрометрическом приемнике дл  измерени  нестационарных давлений в газовом потоке, дл  предотвращени  резонансных колебаний в подвод щем волноводе к его выходной части подключено согласующее устройство в виде пневмосопротивлени  и емкости. Причем пневмосопротивление состоит из включенных последовательно кольцевого щелевого дроссел  и нескольких радиальных отверстий в подвод щем канале. Совокупна  расходна  характеристика такого сопротивлени   вл етс  нелинейной . В этой св зи точное согласова ние характеристики пневмосопротивлеНИН с волновым сопротивлением подвод щего канала возможно лишь на определенной частоте и амплитуде колеба- , НИИ давлени , при неизменных среднем давлении и температуре газа 11.

Однако известное устройство не обладает достаточной точностью при измерении колебаний давлени  в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  i устройство дл  измерени  йульсаций давлени  газа, состо щее из подвод щего канала, датчика пульсаций, установленного на выходном конце в корпусе , св занном с подвод щим каналом. Выравнивание частотной характеристики устройства обеспечиваетс  с .помощью пневмосопротивлени  и емкости. Пневмосопротивление обладает нелинейной расходной характеристикой, что используетс  дл  уменьшени  вли )Ни  уровн  среднего давлени  газа на динамическую погрешность измерени . Снижение вли ни  среднего давлени  обеспечиваетс  за счет смещени  рабочей точки,на расходной характеристике пневмосопротивлени  (2 . Недостатком известного устройства - вл етс  то, что согласование характеристик .подвод щего трубопровода и пневмосопротивлени  возможно лишь на определенных частотах и амплитудах измер е1 а х колебаний, что не позвол ет проводить точные измерени  диНс1мических давлений в широком днапазоне частот и амплитуд колебаний. Цель изобретени  - повышение дина мической точности при измерении пуль сирующих давлений в пневмосистемах в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний давлени . Дл  достижени  поставленной цели в устройстве, содержащем датчик давлени , установленный в корпусе и под вод щий канал на входе в подвод щий волноводный канал, установлен сосредоточенный дросселирун ций элемент, сопротивление которого равно волново му сопротивлению подвод щего канала, Волновое сопротивление канала определ етс  по формуле 7 Р-С 0 S- где р - плотность рабочей среды; С - скорость звука в рабочей ере S - площадь поперечного сечени  подвод щего канала. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - расчетна  схема устройства дл  измерени  пульсаций давлени . Устройство состоит из подвод щего волноводного канала 1} на выходе из которого установлен датчик 2 пульсаций давлени , размещенный в корпусе 3. На входе в волноводный канал 1 установлен сосредоточенный дросселирующий элемент 4, выполненный, например/в ьиде пористой пробки. В предлагаемом устройстве,в предп ложении малости акустической емкости динамической полости датчика, достигаетс  эффект передачи пульсирукицего давлени  по подвод щему каналу к дат чику с незначительным ослаблением амплитуды, св занным с потер ми энер гии по длине подвод щего канала. Данное положение можно доказать следующим образом. Найдем св зь между векторами коле баний Р- и Р„ в виде--, дл  чего за f о пишем исходные уравнени , св зывающие между собой векторы колебаний да лени  и расхода (Р н q) в сечени х О А и Б (фиг. 2), пренебрега  потер ми энергии по длине подвод щего канала РО - РП + (1) Р, . Р, .ft(2) + j - ) q. q.cos где R - сопротивление дросселирующег элемента; ZQ- волновое сопротивление подвод щего канала; L - длина подвод щего канала, аи- кругова  частота колебаний; С - скорость звука в канале, на . полненной газом; j , Реша  совместно уравнени  1-3, на р одим в виде ) откуда модуль COS,- Определим услови  равенства Они очев широком диапазоне частот, видны z@ а в предположении закрытого конца волноводного канала и малости акустической емкости датчика пульсаций давлени  Z  вл етс  бесконечно боль:l ,T,e.R Zo шим, откуда Полученный результат может быть объ снен с помощью известных физических представлений о распространении плоских волн в трубопроводе, наполненном газом. Динамическое давление в любой точке сечени  Б (фиг. 2) можно рассматривать как суперпозицию двух бегущих волн давлени : пр мой волны, распростран ющейс  от точки в сеченииО к точке в сечении Б, и отраженной волны, распростран ющейс  от Б к О. Здесь необходимо отметить , что при R ZP отраженна  волна, следующа  от 2 и О уходит из волновода, не отража сь от сосредоточенного сопротивлени . Следовательно, динамическое давление в точке сечени  Б определ етс  как сумма давлений в пр мой и отраженной волнах 2. °° PI PU отр. В случае бесконечно большой величины 2 давление в отраженной волне равно Давлению в пр мой волне Р РЗ-ППЙГЛ поэтому з. ° PZ пр гл. Если пренебречь потер ми по длине L, то дл  пр мой бегущей волны справедливо равенство йпРйм М ПРЯМ. -де Р пркам Давление в пр  щей волне в то ни  А; ои , L , - известны из те е основание нату логарифмов. Выразим Р через давление чего воспользуемс  следующим нением ; 1 пР«)м. пРйм. а также равенством - Р-1 пр м inPftNS.Zfl справедливым дл  бегущей вол откуда РО Р1ф м;(1 |-) , с учетом R - tp , Отсюда следует, что 1 с р --Р е о.пРЗм. 2 о j (JUL -d а Р 1 -f 0.8

Рп

VF

Claims (2)

1. Ч Рг с / откуда следует, что Формула изобретени  Устройство дл  измерени  пульсаций давлени  газа, содержащее датчик давлени , установленный в корпу-i сё и подвод щий волноводный канал, отличающеес  тем, что, с целью повышени  динамической точности измерени , оно снабжено сосредоточенным дросселирующим элементом, установленным на входе подвод щего канала, причем сопротивление дросселирующего элемента выбрано равным волновому сопротивлению подвод щего волноводного канала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 241764, кл. G 01 Р 5/14, 1968.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 427252, кл. G 01 L 7/00, 1972 (прототип ) .