Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Тепловые измерители скорости и расхода

Тепловые измерители скорости с постоянным током и постоянной температурой. Схемы включения, характеристики. Тепловой измеритель массового расхода.

Тепловые измерители скорости и расхода

Можно выделить 2 типа тепловых расходомеров: классические термоанемометры и измерители со сносом закона распределения температуры.

Термоанемометр – измеритель скорости по тепловым параметрам. Для измерения скорости потока в него погружают термочувствительные элементы и подогревают их электрическим током до температуры, превышающей окружающую. При этом количество тепла, отбираемого от термодатчиков, пропорционально скорости потока.

В равновесном состоянии мощность, идущая на нагрев термодатчика (проволочки), равна количеству теплопотерь I²R=hS(Tд–Тс), где I – ток через датчик; R – его сопротивление; S – эффективная поверхность теплоотдачи; Тд – температура датчика; Тс – температура среды; h – коэффициент теплопередачи.

Коэффициент h зависит от скорости V потока: h=C0+C1V1/2, где C0 и С1 – константы. Таким образом: I²R=S(C0+C1V1/2)(Tд–Тс).

В термометрах с нагретой нитью (или лентой) используются измерительные схемы двух типов: схема с постоянным током I и схема с постоянной температурой Тд.

Схема с постоянным током. Ток I, протекающий через нить, поддерживается постоянным с помощью либо балластного сопротивления, либо с помощью источника тока.

При изменении скорости потока изменяется и температура нити. Сопротивление нити зависит от ее температуры, поэтому с изменением скорости изменяется напряжение на концах.

Упрощенная схема показана на рис. 5.9.

Нить обладает тепловой инерцией, поэтому для улучшения частотной характеристики в цепь сигнала вводят компенсатор, представляющий собой пропорционально-дифференцирующее звено с постоянной времени, соответствующей тепловой постоянной датчика.

Конструктивно датчик представляет собой тонкую платиновую или вольфрамовую проволоку диаметром 0,6 ÷10 мкм, а в жидкостях из соображений прочности чувствительный элемент датчика представляет собой тонкую платиновую ленту, наложенную на изолированный конус или цилиндр, заключенный в кварцевую оболочку.

Рассмотренная схема имеет два недостатка: реакция нити не является линейной, введение дифференцирующего звена повышает уровень помех.

Схема с постоянной температурой. В этом случае при изменении скорости потока изменяется ток I таким образом, чтобы температура датчика и, следовательно, его сопротивление R оставалась постоянной. Измерительная схема для этого случая показана на рис. 5.10.

Датчик является одним из плеч моста. При изменении скорости потока мост разбалансируется, напряжение, снимаемое с диагонали моста, усиливается и изменяет напряжение на другой диагонали моста так, что изменяется ток через датчик, компенсируя тем самым изменение температуры, и температура нити остается постоянной. В этом случае уравнение, связывающее ток I и скорость потока V, можно записать так: I2=С3+С4V1/2, где С3 и С4 – константы.

Очевидно, что значение тока I пропорционально выходному сигналу усилителя. В рассмотренной схеме меньше сказывается тепловая инерция датчика. Нагреваемый проволочный анемометр применяется для измерения потоков газов со скоростью 0,1÷500 м/с и температурой до 750ºС. Соответствующий диапазон для жидкостей 0,01÷5м/с. Для тонкопленочных датчиков, нанесенных на поверхность цилиндра, диапазон измерений составляет 0,01÷25 м/с с точностью ±1%.

Тепловой измеритель массового расхода состоит из тонкостенной металлической трубки малого диаметра, на внешней

поверхности которой намотан проволочный нагреватель, а с противоположных сторон симметрично установлены два датчика температуры (рис. 5.11, а, б).

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.