Измерительный преобразователь теплового расходомера, удовлетворяющего концепции «подрывной» инновации

Abstract

Создание расходомеров в рамках концепции «подрывной» инновации является актуальной задачей, особенно в нашей стране. В соответствии с этой концепцией создаваемый расходомер должен удовлетворять минимально приемлемым для клиентов требованиям, изложенным в соответствующей нормативной документации. В настоящей статье представлены результаты экспериментального исследования одного из возможных вариантов измерительного преобразователя теплового расходомера. Отличительной особенностью измерительного преобразователя является использование нагревателя в контакте с единственным датчиком температуры. Исследования проводились на лабораторной установке, собранной на кафедре прикладной и технической физики Школы естественных наук Тюменского государственного университета (Тюмень, Россия). Приведены экспериментальные данные изменения температуры со временем при изменении массового расхода воздуха при различном взаимном расположении датчика температуры и нагревателя. Полученные результаты позволили рекомендовать установку единственного датчика температуры первым по ходу потока в непосредственном контакте с нагревателем. С целью расширения динамического диапазона за счет контролируемого изменения мощности нагревателя и снижения себестоимости теплового расходомера предложена замена промышленного измерителя-регистратора ИС-203.4 упрощенным вторичным преобразователем на базе микроконтроллерной системы, предназначенным для измерения, отображения, регистрации и управления измерительным преобразователем, и представлена его блок-схема.

Creating flow meters within the concept of «subversive» innovation is an urgent task for Russia. In accordance with this concept, the generated flowmeter must meet the minimum requirements acceptable to customers, contained in the relevant regulatory documents. This article presents the results of an experimental study on a possible option of a measuring converter of a heat flow meter. A distinctive feature of the measuring converter is the use of a heater in contact with a single temperature sensor. The research was carried out at the installation, assembled at the Department of Applied and Technical Physics of the School of Natural Sciences of the University of Tyumen (Tyumen, Russia). The experimental data provided includes temperature changes over time with a change in the mass flow of air at different mutual position of the temperature sensor and heater. The results obtained suggest installing the only temperature sensor first in the flow directly contacting the heater. To expand the dynamic range with a controlled change in the power of the heater and to reduce the cost of the heat meter, we suggest replacing the industrial meter-register IS-203.4 with a simplified secondary converter based on microcontroller system, which is intended for measurement, display, registration, and management of the metering transducer; its flowchart is provided.