172455. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőátadási tényező és/vagy áramlási sebesség mérésére
5 172455 6 kimenete a 4 impulzusadó egység K bemenetével és a 10 számláló egység m bemenetével van összekötve, a 7 órajelgenerátor n kimenete a 10 számláló egység u bemenetére csatlakozik, a 8 újraindító egység e2 és v2 bemenete a 10 számláló egység el, ill. vl kimenetével, mig nyl kimenete a 12 számnyomtató egység ny2 bemenetével van összekötve, a 9 mintavevő és tároló egység Sj bemenete a 10 számláló egység r; kimenetével, a digitális 11 kijelző egységgel tf és célszerűen a 12 számnyomtató egységgel Uj csatlakozás útján van összekapcsolva. A találmány szerinti berendezéshez alkalmazott fűtött 1 hőmérsékletérzékelők célszerűen termőelemként vagy villamos mérőellenállásként vannak kiképezve. Példaképpen kiviteli alakjaikat sebességérzékelőként a 4a . . . 4e ábra, hőátadási tényező érzékelőként pedig az 5a .. . 5e ábra mutatja. A sebességérzékelő szondák hőmérsékletérzékelőinek egyik példaképpeni kivitele a 4a. ábra szerint két egymással szembekapcsolt, egymástól kis távolságban, például 0,5 ... 3 mm-re elhelyezett, például réz-konstantán termoelem, amelyek közül az egyiknek két kivezetése van, és ezek a fűtőáram csatlakozó vezetékeit kiképezik. Más példaképpeni kivitel esetén a csatlakozóvezeték hűtőzászlóként van kiképezve és így irányfüggőséget mutat. A sebességérzékelő szonda hőmérsékletérzékelőjének további példaképpeni kivitelét (4b, 4c, 4d ábrák) az jellemzi, hogy az előző példaképpeni kivitel szerint egymással szembekapcsolt termoelemek egyike lényegesen, például 10-szer kisebb átmérőjű — így lényegesen nagyobb villamos ellenállású — mint a másik, s így a közös vezeték útján is fűthető, tengelyszimmetrikus megoldást nyújt. További példaképpeni kivitelt mutat a 4e. ábra, amelyet az jellemez, hogy egyetlen termoelemből áll, amelynek a közvetlen környezetében, például tőle 10 mm-ig, a huzalok átmérője lényegesen, például 10-szer kisebb, s így helyi fűtése áramimpulzussa! lehetséges. E szondatípus statikus kompenzációját az analóg 3 jelfeldolgozó egység automatikusan végzi. A hőátadási tényező érzékelő 5a ábra szerinti példaképpeni kivitelét az jellemzi, hogy villamos és hőszigetelő lapkára két egymástól kis, például 0,5 mm távolságra levő, pl. réz-konstantán termoelem van felragasztva, amelyek közül egyiknek két kivezetése van. Irányfüggő mérések esetén a termoelem példaképpeni kivitele célszerűen egyenes, irányfüggetlen mérések esetén pedig célszerűen körív vagy spirális alakú. A lapkát a vizsgált hőátadó felületre kell felragasztani. Az 5b. ábra szerinti példaképpeni kivitel a villamos és hőszigetelő lapkára például ragasztással felerősített, két szembekapcsolt termoelemből áll, amelyek egyikének átmérője lényegesen, például 10-szer kisebb, mint a másiké. Alakjuk irányfüggő érzékelés esetén célszerűen egyenes, irányfüggetlen érzékelés esetén pedig célszerűen körív vagy spirális. A hőátadási érzékelő szonda 5c. ábra szerinti példaképpeni kivitelét az jellemzi, hogy a villamos és hőszigetelő anyagból készült lapkára egyetlen, pl. réz-konstantán termoelem van felerősítve, amelynek átmérője a mérőhelyen lényegesen, például 10-szer kisebb a bekötő vezetékénél. A statikus kompenzálást ez utóbbi szondatípusnál az analóg 3 jelfeldolgozó egység végzi. A termoelemek bekötő huzal átmérői olyan kis méretűek, például tized mm hogy a vizsgált helyen az áramlási és hűátadási viszonyokat érezhetően nem zavarják meg. Instacioner hőmérsékletű áramlás sebességének mérésére helyi kompenzálású szonda alkalmas. A szonda egy fűtött és egy nem fűtött termoelemből áll, amelyek szembe vannak kapcsolva egymással. A két termoelem távolsága néhány mm. A szonda olyan időben változó hőmérsékletű áramlás sebességmérésére alkalmas, amelyben a hőmérsékletkülönbség a két termoelem távolságán belül, azonos időpillanatban nem jelentős, például 1 C°-nál kisebb. Akkor van szükség alkalmazására, ha a közeg saját hőmérsékletváltozása a mérés rövid ideje alatt is jelentős. A második példaképpeni kivitel hőmérséklet érzékelőként villamos mérőellenallást alkalmaz. Az ellenállásérzékelők példaképpeni kivitelét a 6a, 6b ábrák mutatják be, ahol a 6a ábra áramlási sebességmérő ellenállásszonda, a 6b ábra hőátadási tényezőt mérő ellenállásszonda. Mindkét esetben Cu hozzá vezetést és Pt ellenállást alkalmaztunk. Különösen nagy áramlási sebesség esetén előnyös az áramlásba vág)' a hőátadó felületre helyezett érzékelő ellenállás alkalmazása. Ilyenkor a jól értékelhető mérés érdekében célszerűen a fűtő áramimpulzus lefutó éle nem függőleges, hanem adott, beállítható, lapos egyenest követ, s a szonda áramlási sebességtől vagy hőátadást tényezőtől függő lehűlésével arányosan változó villamos ellenállás a beállíthatóan csökkenő fűtőáramon keresztül feszültségváltozást eredményez, amely a már ismertetett módon kiértékelhető, és ebből a keresett áramlási sebesség, vagy hőátadási tényező meghatározható. Az analóg 3 jelfeldolgozó egység feladata az, hogy — a mérés előtt a mérőszondán megjelenő termofeszültséget, továbbá az erősítő drift feszültséget az automatikus ofset és drift kiegyenlítő kimenetén nullázza, — a mérés során a bemenetre jutó, kis sebességgel változó termofeszültséget nagy pontossággal erősítse, és — a bemenetre jutó, a mérési jelnél nagyobb sebességgel változó harmonikus zajfeszültséget integrálja és így nullázza. A fenti hármas feladatnak megfelelően az analóg 3 jelfeldolgozó egység (2. ábra) a 3a integráló mérőerősítőből, a 3b segédkomparátorból, továbbá a 3c automatikus nullázó áramkörből, a 3h kézi nullázóból, a 3d nullázás kijelzőből, a 3m ÉS-kapuból és 3n meghajtó egységből áll. A 3a integráló mérőerősítő egy alacsonydriftű, nagy stabilitású integrált műveleti erősítőt tartalmaz. A mérőszonda q kivezetése egy ellenálláson keresztül az erősítő invertáló bemenetére csatlakozik. A műveleti erősítő nem invertáló bemenete 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
