Sposób pomiaru prędkościpomiaru prędkościoraz termoanemometr
advertisement
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL 296968 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (11) 169305 (13) B1 (51) IntCl6· 11.12.1992 G 0 1 P 5/12 G01F 1/68 przepływu płynu oraz termoanemometr stałorezystancyjny (54) Sposób pomiaru prędkości do pomiaru prędkości przepływu płynu (73) Uprawniony z patentu: Polska Akadem ia Nauk, Instytut Mechaniki Górotworu, Kraków, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 13.06.1994 BUP 12/94 (72) Twórcy wynalazku: W ładysław Cierniak, Kraków, PL Ja n K iełbasa, Kraków, PL Andrzej Krach, Kraków, PL Paw eł Ligęza, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.06.1996 WUP 06/96 (74 ) Pełnomocnik: W ojtas-Słodownik R en ata, Dom Handlowy Nauki Spółka z o .o . , Biuro Rzeczników Patentow ych PAN 57) PL 169305 B1 ( 1. Sposób pomiaru prędkości przepływu płynu z wykorzystaniem czujnika termoanemometrycznego włączonego w układ pomiarowy, zn am ien ny tym , że mierzy się wartość prądu przepływającego przez czujnik termoanemometryczny, jednocześnie mierzy się napięcie na tym czujniku, następnie odejmuje się od siebie sygnały proporcjonalne do prądu i napięcia i różnicę tę sprowadza się do zera przez regulację zasilania czujnika, a wartość prędkości przepływu płynu odczytuje się jako sygnał proporcjonalny do natężenia prądu płynącego przez czujnik termoanemometryczny. 2. Termoanemometr stałorezystancyjny do pomiaru prędkości przepływu płynu zawierający czujnik pomiarowy oraz układ pomiarowy, zn am ien ny tym , że czujnik pomiarowy (1) połączony jest szeregowo z opornikiem (2), którego drugi koniec połączony jest z regulatorem (6) sterowanym sygnałem z wyjścia sumatora (5) dołączonego do wyjść dwóch wzmacniaczy pomiarowych (3, 4), z których jeden (4) ma wejścia połączone z zaciskami opornika (2), a wejścia drugiego (3) połączone są z zaciskami wyjściowymi czujnika (1), przy czym jeden z tych zacisków wyjściowych połączony jest z opornikiem (2), a drugi z punktem odniesienia regulatora (6). Sposób pomiaru prędkości przepływu płynu oraz termoanemometr stałorezystancyjny do pomiaru prędkości przepływu płynu Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób pomiaru prędkości przepływu płynu z wykorzystaniem czujnika termoanemometrycznego włączonego w układ pomiarowy, znamienny tym , że mierzy się wartość prądu przepływającego przez czujnik termoanemometryczny, jednocześnie mierzy się napięcie na tym czujniku, następnie odejmuje się od siebie sygnały proporcjonalne do prądu i napięcia i różnicę tę sprowadza się do zera przez regulację zasilania czujnika, a wartość prędkości przepływu płynu odczytuje się jako sygnał proporcjonalny do natężenia prądu płynącego przez czujnik termoanemometryczny . 2. Termoanemometr stałorezystancyjny do pomiaru prędkości przepływu płynu zawierający czujnik pomiarowy oraz układ pomiarowy, znamienny tym , że czujnik pomiarowy (1) połączony jest szeregowo z opornikiem (2), którego drugi koniec połączony jest z regulatorem (6) sterowanym sygnałem z wyjścia sumatora (5) dołączonego do wyjść dwóch wzmacniaczy pomiarowych (3, 4), z których jeden (4) ma wejścia połączone z zaciskami opornika (2), a wejścia drugiego (3) połączone są z zaciskami wyjściowymi czujnika (1), przy czym jeden z tych zacisków wyjściowych połączony jest z opornikiem (2), a drugi z punktem odniesienia regulatora (6). 3. Termoanemometr według zastrz. 2, znamienny tym , że zaciski wyjściowe stanowią dwie pary, zewnętrzną (A, D) i wewnętrzną (B, C), z których wewnętrzne dołączone są do wejść wzmacniacza pomiaru napięcia (3), a zewnętrzne odpowiednio do opornika (2) i regulatora (6). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru prędkości przepływu płynu oraz elektroniczny termoanemometr stałorezystancyjny. Znany jest sposób pomiaru prędkości przepływu płynu polegający na tym, że zasila się mostek rezystancyjny, w którym jedną z gałęzi stanowi czujnik termoanemometryczny, takim napięciem, aby mostek był zrównoważony. Wartość prędkości przepływu płynu odczytuje się jako sygnał proporcjonalny do napięcia zasilającego mostek. Znane są termoanemometry zwane stałotemperaturowymi lub stałorezystancyjnymi, w których czujnik pomiarowy stanowi jedną z gałęzi mostka Wheatstone’a. Układ regulacji sterowany napięciem z przekątnej mostka zasila mostek w taki sposób, aby był on zrównoważony. Dzięki temu rezystancja czujnika, a więc i jego temperatura, utrzymywana jest na stałym poziomie, niezależnie od prędkości medium opływającego czujnik. Miarą prędkości jest tu napięcie zasilające mostek. Zgodnie z wynalazkiem sposób pomiaru prędkości przepływu płynu polega na tym, że mierzy się wartość prądu przepływającego przez czujnik termoanemometryczny, jednocześnie mierzy się napięcie na tym czujniku, a następnie odejmuje się od siebie sygnały proporcjonalne do prądu i napięcia i różnicę tę sprowadza się do zera przez regulację zasilania czujnika. Wartość prędkości przepływu płynu odczytuje się jako sygnał proporcjonalny do natężenia prądu płynącego przez czujnik termoanemometryczny. Termoanemometr stałorezystancyjny według wynalazku zawiera czujnik pomiarowy, który połączonyjest szeregowo z opornikiem, którego drugi koniec połączonyjest z regulatorem sterowanym sygnałem z wyjścia sumatora dołączonego do wyjść dwóch wzmacniaczy pomiarowych. Jeden ze wzmacniaczy ma wejścia połączone z zaciskami opornika, a wejścia drugiego 169 305 3 połączone są z zaciskami wyjściowymi czujnika. Jeden z tych zacisków wyjściowych połączony jest z opornikiem, a drugi z punktem odniesienia regulatora. Rezystancja czujnika, a więc i jego temperatura utrzymywana jest na zadanym poziomie, zależnym wyłącznie od współczynników wzmocnienia układów pomiaru prądu i napięcia. Zaciski wyjściowe czujnika stanowią dwie pary, zewnętrzną i wewnętrzną, z których wewnętrzna dołączona jest do wejść wzmacniacza pomiaru napięcia, a zewnętrzna odpowiednio do opornika i regulatora. Dzięki rozdzieleniu pomiaru prądu i napięcia możliwe jest w tym układzie zastosowanie czteropunktowej metody pomiaru oporności czujnika. Pozwala to na eliminację błędów pomiarowych, których źródłem są złącza i doprowadzenia czujnika. Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schematycznie termoanemometr stałorezystancyjny. Termoanemometr stałorezystancyjny zbudowany jest z czujnika pomiarowego 1 połączonego szeregowo z opornikiem 2 służącym do pomiaru prądu, którego drugi koniec połączony jest z regulatorem 6 sterowanym sygnałem z wyjścia sumatora 5 dołączonego do wyjść dwóch wzmacniaczy pomiarowych 3 , 4, z których jeden 4 ma wejścia połączone z zaciskami opornika 2, a wejścia drugiego 3 połączone są z zaciskami wyjściowymi czujnika 1. Jeden z tych zacisków wyjściowych połączony jest z opornikiem 2, a drugi z punktem odniesienia regulatora 6. Zaciski wyjściowe stanowią dwie pary, zewnętrzną A, D i wewnętrzną B, C, z których wewnętrzne dołączone są do wejść wzmacniacza pomiaru napięcia 3, a zewnętrzne odpowiednio do opornika 2 i regulatora 6. Regulator 6 zasila czujnik 1 takim prądem, aby sygnał wyjściowy sumatora 5 sprowadzić do zera. Dzięki temu w stanie ustalonym rezystancja czujnika 1 utrzymywana jest na stałej wartości wprost proporcjonalnej do rezystancji opornika 2, ze współczynnikiem proporcjonalności będącym ilorazem wzmocnień wzmacniaczy 4 i 3. 169 305 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł
