SU1030729A1 - Пневматический анемометр - Google Patents

Abstract

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНЕМОМЕТР, содержащий установленные в сопле Лавал  питак ций и приемный насадки, образунвдие систему сопло - заслонка и соединенные с дроссел ми, а междроссельньми камерами через дифференциальный усилитель - с входом регул тора , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  и повышени  точности, каждый насадок расположен в сопле Лавал  тангенциально его поперечному сечению и снабжен стабилизатором давлени , выполненным в виде сумматора с обратной св зью, образованной соединением одного из входов су7 матора с междроссельной камерой, причем второй вход каждого сумматора соединен с выходом регул тора. 2. Анемометр по п. 1, отличающийс  тем, что,тангенциальные насадки расположены по винтовой ли- и .НИИ. (Л со о c со

Description

: Изобретение относитс  к измери ельной технике в аэродинамике, а именно к средствам измерени  скорос газовых потоков, и может быть испол зовано дл  измерени  скоростей газового потока пор дка 0,1-20 м/с э системах автоматического регулиро вани  и .контрол  при запыленности и агрессивности протекающей среды. Известен пневматический анемомет содержащий два насадка (питающий и приёмный), образующих систему соп ло - заслонка и соединенных с дроссел ми , а междроссельными камерами через дифференциальный пневмоусилитель - с входом регул тора tl. ; Встречные струи истекающего из насадков воздуха преп тству)т -засорению насадков в услови х измерени  скорости запыленных газовых потоков или их коррозии при измерении скорости агрессивных газов. Регул тор обеспечивает при отклонении питающе етруи-заслонки измер емым потоком повьлиение скорости истечени  пи тающей струи и, таким образом, мен  жесткость Переменна  жесткость питающей струи линеар зует выходную характеристику анемометра и расшир ет диапазон измерени Дифференциальный вход пневмоусилит.е л  исключает погрещность измерени , св занную с флуктуаци ми статическо го давлени  измер емой среды, возни кающими на входе регул тора. Такой анемометр обладает большой погрешностью вследствие высокой чувствительности к углу скоса измер емого потока, что определ ет высокие требовани  к перпендикул рности насадков относительно направлени  ..измер  емого потока. Известен также пневматический анемометр, содержащий два установленных в критическом сопле Лавал  насадка, образующих систему соплозаслонка и соединенных с дроссел ми а междроссельными камерами-.через дифференциальный пнёвмоусилитель входом регул тора 2. Расположение насадков в критическом сечении сопла Лавал  значительно снижает.чувствительность ане мометра к углу скоса измер емоРЭ по тока (в пределс1Х дес тков гргщусов а дополнительное ускорение газа в сопле Лавал  позвол ет расширить диапазон измерени  в области малых скоростей до величин пор дка 1 м/с Однако такие анемометры не могут быть использованы дл  измерени  ско ростей газа, меньших I м/с. Это обу ловлено таким их недостатком, как неполна  компенсаци  флуктуации ст тического давлени  измер емого пото ка, что не позвол ет уменьшить , жесткость воздушной заслрн.ки Эта жесткость определ етс  длиной струи воздушной заслонки, выраженной в калибрах отверсти  питающего насадка и скоростью воздуха на срезе насадка. Скорость воздушной заслонки должа быть такова, чтобы динамический напор заслонки у отверсти  приемного насадка превосходил начальное давление в приемном насадке. Следовательно, дл  уменьшени  жесткости заслонки необходимо снизить давление в приемном насадке. Но это давление не. может быть ниже возможных вариаций статического давлени  измер емого потока, так как в противном случае может возникнуть обратное течение в приемном насадке, что приведет к засорению или коррозии насадка и выходу из стро  анемометра. Кроме того, флуктуации статического давлени  измен ют скорость воздушной заслонки и, следовательно, ее жесткость, что приводит к дополнительному отклонению заслонки измер емым потоком при посто нстве скорости последнего . В таком случае анемометр регистрирует изменени  давлени  как изменени  скорости набегающего потока , т.е. возникает погрешность измерени . Далее, при выборе оптимальной жесткости заслонки обычно оказываетс , что оптимальное рассто ние между питающим и приемньм насадками меньше диаметра критического сечени  сопла Лавал , поэтому их вдвигают радиально в сопло, что вносит дополнительное сопротивление и искажает течение измер емого газа в этом сечении, привод  к изменению статического давлени  в сопле. При установке насадков в сопле заподлицо, без выступов, приходитс  значительно увеличивать скорость струи слонки, а это ограничивает нижний предел измерени  скорости набегающего потока и обуславливает погрешность .измерени , св занную с изменени ми статического дaвJJeни  в-сопле Лавал . Таким образом, перечисленные недостатки ограничивают диапазон изме р емых скоростей и снижают точность измерени  вследствие взаимосв занного вли ни  на результат измерени  вариаций статического давлени  в обоих насадках и сопл%Лавал . Цель изобретени  - расширение ди- . апазона измерени  за счет расширени  диапазона изменени  жесткости струизаслонки и повышение точности измерени  за счет исключени  вли ии  флуктуации статического давлени  во всех элементах первичного преобразовател  - насадках и сопле. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в пневматическом анемометре, содержащем установленные в сопле Лавал  питающий и приемный насадки, образующие систему сопло - заслонка и соединенные с дроссел ми, а междроссельными камерами через пневмоусилитель - с входом регул тора, каждый насадок расположен тангенциально поперечному сечению сопла Лавал  и снабжён своим стабилизатором давлени , выполненным в виде сумматора с обратной св зью, образованной соединением одного из входов сумматора с междроссельной камерой, причем второй вход сумматора соединен с выходом регул тора.

Кроме того, насадки могут быть также расположены вдоль винтовой линии , что обеспечивает еще большее снижение жесткости струи-заслонки за счет увеличени  рассто ни  между насадками.

Па фиг. 1 приведена принципиальна  пневматическа  схема анемометра; на фиг. 2 - вариант расположени  питающего и приемного насадков в сопле Лавал  по винтовой линии.

В сопле 1. Лавал  установлены питающий 2 и приемный 3 насадки, соеди .ненные соответственно с дроссел ми .4 и 5, а междроссельными камерами 6 и через дифференциальный усилитель 8 с входом регул тора 9. Кгшдый насадо 2 и 3 расположен в сопле 1 тангенциально его поперечному сечению и направлен под заданньм углом к другому насадку в пределах 0-360 или по винтовой линии. Питающий 2 и приемный 3 насадки снабжены стабилизаторами давлени , выполненными в виде сумматоров 10 и 11 с обратной св зью образованной соединением одного из входов каждого из сумматоров 10 и 11 с междроссельньвии камерами 6 и 7 соответственно, причем вторые входы этих сумматоров соединены с выходом регул тора 9 параллельно. К этому е выходу регул тора 9 присоединен индикаторный прибор 12, регистрирующий измер емую скорость. На входе регул тора 9 задано начальное давление РЗОА f а ко всем блокам подведено питание - сжатый воздух.

Дл  измерени  скорости сопло 1 Лавал  устанавливают в потоке газа, течение которого перпендикул рно насадкам 2 и 3 и обозначено стрелками. В питающий 2 и приемный 3 насадки подают сжатый воздух заданного давлени , причем эти давлени  существенно различны и устанавливаютс  такими , чтобы истекающа  из питающего насадка 2 стру  образовывала воздушную заслонку дл  насадка 3, а расход через насадок 3 приближалс  к нулю. Разность давлени  в междроссельных камерах б и 7 через дифференциальный усилитель 8 поступает на вход регул тора 9 и сравниваетс  с заданным начальным давлением Рэдд на его входе. Выходной сигнал регул тора 9

0 измен етс  до тех пор, пока сигнал с усилител  8 не сравн етс  с начальным давлением РЗОА ° равенство при отсутствии измер емого потока соответствует нулевому сигналу на индикаторном приборе 12.

5

Измер емый поток в сопле 1 Лавал  отклон ет истекающую из питающего насадка 2 струю в сторону диффузора сопла 1, при этом давление в междроссельной камере 7 приемного насадка 3

0 уменьшаетс  за счет по влени  расхода через него, а разность давлений на входе усилител  8 увеличиваетс , вызыва  соответствующее увеличение давлени  на выходе регул тора 9.

5 Давление воздуха в насадках 2 и 3 увеличиваетс  до установлени  первоначального соотношени  разности давлений в междроссельных камерах 6 и 7. Изменение давлени  на выходе регул 0 тора 9 пропорционально скорости потока и регистрируетс  индикаторным . прибором 12.

Тангенциальное расположение на , садков 2 и 3 в сопле 1, а также рас5 положение их по винтовой линии позвол ет варьировать рассто ние мезкду ними, т.е. мен ть жесткость струизаслонки , не выдвига  насадка в поток, при любом выбранном диаметре

0 сопла 1. Это обеспечивает минимальные помехи, обусловленные флуктуаци ми статического давлени  в сопле 1.

Таким образом, анемометр позвол 5 ет расширить диапазон измерени  скорости потока газа путем создани  Струи-заслонки минимальной жесткости . и повысить точность измерени  благодар  устранению вли ни  флуктуаци  статического давлени  во

0 всех элементах первичного преобразовател  (насадках 2 и 3 в. сопле 1) .

Данным анемометром измерены скорости от 0,1 м/с до 20 м/с, в то врем  как известный анемометр имеет ди5 апазон измер емых скоростей пор дка 5,0-15 .м/с.

Claims (2)

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНЕМОМЕТР, содержащий установленные в сопле Лаваля питающий и приемный насадки, образующие систему сопло — заслонка и соединенные с дросселями, а меж дроссельными камерами через дифференциальный усилитель - с входом регулятора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, каждый насадок расположен в сопле Лаваля тангенциально его поперечному сечению и снабжен стабилизатором давления, выполненным в виде сумматора с обратной связью, образованной соединением одного из входов ^сумматора с междроссельной камерой, причем второй вход каждого сумматора соединен с • выходом регулятора.

2. Анемометр по π. 1, отличающийся тем, что.тангенциальные насадки расположены по винтовой линии.