Тепловые расходомеры. Термоанемометры


 

Тепловые расходомеры

Термоанемометры

Термоанемометрами называются приборы, принцип действия которых основан на зависимости между количеством тепла, отдаваемым каким-либо нагретым телом, помещенным в поток воздуха или газа, и скоростью потока, в котором это тело находится.

Эти приборы обычно применяются для измерения скорости, и если известно отношение скорости в месте установки приемник термоанемометра к средней скорости потока, они могут применяться и для измерения расхода.

 

Тепловые расходомеры

Термоанемометры

Термоанемометрами называются приборы, принцип действия которых основан на зависимости между количеством тепла, отдаваемым каким-либо нагретым телом, помещенным в поток воздуха или газа, и скоростью потока, в котором это тело находится.

Эти приборы обычно применяются для измерения скорости, и если известно отношение скорости в месте установки приемник термоанемометра к средней скорости потока, они могут применяться и для измерения расхода.

Приемник термоанемометра (термонить) обычно выполняете из платиновой проволоки диаметром 0,005—0,3 мм и длиной 3-10 мм, нагреваемой электрическим током. Оптимальные размеры приемника выбираются из следующих противоречивых соображений. При уменьшении диаметра проволоки уменьшается ее механическая прочность и увеличивается опасность старения. При увеличении диаметра нити увеличивается инерционность приемника требуется больший ток для ее нагрева. Компромиссное решение определяется характером задачи измерения.

Температура термонити должна быть по возможности высокой; так как при этом повышается чувствительность приемника и уменьшается влияние колебаний температуры потока. Однако значительное повышение температуры проволоки может вызвать изменение структуры металла и тем самым градуировочных кривых. Поэтому температура нагрева нити обычно лежит в интервале 400—500° С.

В .случае тонкой нити, длина которой велика по сравнению с диаметром, количество передаваемого потоку тепла зависит от геометрических и физических свойств нити, физических свойств среды, характера обтекания, скорости потока и разности температур нити .термоанероид

Здесь количество тепла, образовавшегося в нити термоанемометра, приравнивается тепловым потерям (количеством тепла, аккумулированным в нити при медленно меняющемся процессе, можно пренебречь и считать процесс квазиравновесным).

Можно отметить принципиально различные методы измерения скорости при помощи термоанемометра. В одном случае ток, нагревающий нить, поддерживается постоянным,, и измерение скорости потока осуществляется по изменению температуры нити, — обусловленному влиянием потока. В другом случае ток нагрева нити регулируется таким образом, чтобы выделяющееся количество тепла обеспечивало постоянную температуру нити. Во всех этих случаях нить практически находится в промежуточном состоянии, когда ее температура и ток нагрева меняются. Поэтому изменение одного из этих параметров обычно стараются свести к минимуму, а его влияние учитывают в виде поправки.

Рассмотрим в качестве примера измерительную схему с постоянной силой тока, показанную на рисунке 1.

При изменении скорости потока будут изменяться как ток, так и сопротивление нити. Для устранения одной из переменных необходимо сконструировать такую цепь питания, чтобы ток, нагревающий нить, был практически постоянным, независимо от сопротивления нити. Этого можно добиться введением в цепь питания дополнительного большого сопротивления R, тогда скорость потока может быть определена по разности потенциалов на концах нити, по температуре потока и по характеристике материала нити. На рассматриваемой схеме термонить 1 укреплена в специальном патроне 3, для измерения температуры потока служит термопара 2. Измеряемая разность потенциалов, усиленная в усилителе У, передается на регистрирующий прибор РП.

В термоанемометрах для измерения темперауры могут быть применены самые различные термоприемники.

 

См. также:  Расходомеры ионизационные

 

термоанероид конструкция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рисунке 2 показан термоанемометр с термистором 3, помещенным в тонкостенный стеклянный баллон 5, снаружи которого размещен подогреватель 2. Все устройство крепится в металлическом патроне 4 и закрывается снаружи металлической сеткой 1. Основным недостатком термоанемометров, уменьшающим область их применения, является то, что эти приборы реагируют не только на скорость потока, но также на его температуру и давление.