146604. lajstromszámú szabadalom • Termisztoros mérőfej áramlási sebesség mérésére

Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.604. SZÁM 42. e. 23. OSZTÁLY — LI—113. ALAPSZÁM Termisztoros mérőfej áramlási sebesség mérésére Litvai Elemér oki. gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1958. október 27. A találmány tárgyát képező mérőfej rendeltetése az^ hogy az áramló — gáz-, gőznemű vagy cseppfolyós — közegek áramlási sebességének közvetlen fűtésű, termisztorokkal való mérését megbízhatóan és egyszerű módon lehetővé tegye. Az e célra szolgáló mérőberendezések azon az ismert tényen alapszanak, hogy egyrészt a terrnisztorok villamos ellenállása erősen függ a hőmérsékletüktől, másrészt a villamos áramtól átjárt termisztor a környezet hőfokánál nagyobb hőmérsékletű. Ha a termisztort közegáramlás éri, úgy — a hőátadási tényező megváltozása amiatt — hőmérséklete és így ellenállása is megváltozik. Mivel az áramlási sebesség és a hőátadási tényező között meghatározott kapcsolat van, a termisztor segítségével az áramlási sebesség mérését alkalmas kapcsolással feszültség-, ill. áramrnérésre lehet visszavezetni. Mivel a termisztor ellenállása az áramló közeg hőmérsékletétől is függ, a mérőberendezés hőfokkompenzációját is meg kell oldani, legcélszerűbben egy másik termisztorral, amely a mérendő közeggel érintkezik, annak hőmérsékletét felveszi, de az áramlásnak nincs kitéve. Az ilyen célokra — kis méreteik és kis hőtehetetlenségük miatt — leginkább az ún. gyöngytermisztorok alkalmasak. Ezeknek hátránya, hogy mechanikai hatásokkal szemben érzékenyek. A találmány lényege az, hogy a mérőberendezés érzékelő és hőfokkompenzáló elemét, két gyöngytermisztort egy mérőfejben egyesít úgy, hogy egyikük a közegáramlás hatásának, másikuk a mérendő közeg hőmérsékletének érzékelésére alkalmas, de mechanikus hatások ellen védve vannak. A találmány rajza a mellékelt ábrán látható. Az (1) mérőfejben a (2) sebességérzékelő és a (3) hőfokkompenzáló termisztor az áramló közeggel szabadon vagy vékony szigetelő (pl. lakk) bevonat közben jöttével érintkezik. A (2) termisztor az elektromos szigetelőanyagból készült (4) betét belsejében kialakított csatornában, az annak (5) kis keresztmetszetű szakaszán átáramló közegsugárban van elhelyezve. A csatorna hosszának, valamint egyes keresztmetszetei nagyságának megválasztásától függ a közegsugár sebességének és a mérendő sebességnek a viszonyszáma, melyet a mérőberendezéssel szemben támasztott követelmények határoznak meg. A. (4) betét úgy is kialakítható, ' hogy a belsejében levő csatorna keresztmetszete állandó, ebben az esetben a termisztor az áramlás kontrakciója folytán keletkező közegsugárban helyezkedik el. Megfelelő méretezés esetén elérhető, hogy a közegsugár sebessége a (6) irányból áramló közeg mérőfejen, kívüli sebességnél nagyobb, ami az érzékenységet növeli. A (2) termiszrtorhoz csatlakozó (7) huzalok az áramlás mechanikai hatását hútóerő formájában továbbítják a (8) kivezető huzalokhoz, így a termisztor helyzete kielégítő módon rögzített és az áramlás hatására helyzetváltozás — amely a mérés megbízhatóságát befolyásolná :

— nem keletkezik. A mérőfejen levő, aránylag nagyméretű (9) beömlőnyílás a mérőberendezés irányérzéketlenségét tág határok között biztosítja. A (10) furat a (3) hőmérsékletkompenzáló termisztor körül a közeg lassú kicserélődését teszi lehetővé, így az mindenkor a mérendő közeg esetleg változó hőmérsékletének megfelelően viselkedik. A terrnisztorok (11) villamos huzalai a mérőfejhez csatlakozó (12) üreges nyélben vezethetők a mérőberendezés többi alkatrészeihez. Szabadalmi igénypontok: 1. Áramló közeg sebességének közvetlen fűtésű termisztor útján való mérésére szolgáló mérőfej, jellemezve azzal, hogy a sebességérzékelő termisztor a mérőfej belsejében kialakított, az áramlás irányában változatlan nagyságú szabad keresztmetszetű csatornában van elhelyezve. 2. Az 1. igénypont szerinti mérőfej változata, azzal jellemezve, hogy a mérőfej belsejében kialakított csatorna szabad keresztmetszetének nagysága az áramlás irányában haladva szakaszonként