SE433886B - Anordning for metning av gasers stromningshastigheter - Google Patents

Description

7807353-3 2 10 15 är elektroniskt invecklade och vid låga gasflöden blir mätresul- taten felaktiga på grund av att jonmolnen sprides.

Det finns ett antal mätmetoder som baserar sig på förändringar av jonbanor förorsakade av gasflödet. Vid en av dessa metoder föres en del av en jonström som alstras mellan elektroderna hos en mätkonden- sator med gasflödet utanför kondensatorn varvid den jonström som når en av kondensatorns elektroder är proportionell mot gasflödet enligt ett visst förhållande. Emellertid begränsar föroreningar i gasen noggrannheten hos mätningar utförda med denna metod.

Vid ytterligare en mätmetod delas jonerna i ett elektrisk fält mellan tvâ halvor hos kondensatorelektroden i proportion till gasens hastig- § het. Detta förhållande mätes sedan och omräknas till flödeshastighet I se t.ex. tyska Offenlegungsschrift 2,725,960. Mätutslaget är därvid icke proportionellt mot flödeshastigheten. Dessutom ställer denna metod vissa krav på den använda jonkällan.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för mätning av gasflöden som överträffar både vad det gäller enkel- ' het och noggrannhet alla tidigare kända metoder och anordningar - 20 25 30 som baserar sig på gasjonisering. Enligt uppfinningen är det möj- ligt att åstadkomma mycket noggranna mätresultat även vid mycket låga gasflöden som för närvarande ej kan mätas med något instrument som är tillförlitligt kompakt och är tillgängligt till en låg l ¿ kostnadf Uppfinningen kommer nu närmare att förklaras under hänvisning till figurerna l och 2. Anordningens funktion då gashastigheten är O visas i figur l medan figur 2 visar instrumentets funktion vid-en gashastighet skild från 0.

På figurerna betecknas med l en jonkälla exempelvis ett litet radio- aktivt prov, 2 betecknar den elektrod vars spänning påverkas och 3 och 4 betecknar elektroder som mäter jonströmmar. Med 5 och 6 betecknas elektriska ledare och 7 betecknar den jämförelsekrets som mäter jonströmmarna. Med 8 betecknas en styrkrets och 9 betecknar den flödesindikator som är ansluten till styrkretsen.

Det instrument som beskrives i exemplet fungerar på följande sätt: 10 15 20 7807353-3 _ 3 _ Vid gashastiqheten 0 föres joner som alstras i jonkällan l på grund av minimispänningen U0 mellan elektroderna direkt mot dessa i det elektriska fältets riktning då strömmarna I5 och I6 föreligger i ledarna S och 6. Med hjälp av jämförelsekretsen 7 och styrkretsen 8 minskas spänningen mellan elektroderna och bibehålles vid ett minhni värde.

Figur 2 visar förhållandena när hastigheten är skild från 0. Gasflöm vill därvid ändra jonbanan vilket ger upphov till en ökning av strömn I6 i förhållande till strömmen I5. Därvid ökas spänningen hos styr- kretsen 8 som påverkas av jämförelsekretsen 7 så att strömmarna I5 och I6 bibehålles i ett bestämt förhållande till varandra, exempelvi; hållas de lika.

Nedan kommer sambandet mellan den inställda spänningen och flödes- hastigheten att klargöras vid den elektrodkonfiguration som visas i exemplet. Därvid användes följande beteckningar: VX = gashastighet á hastighetskomponenten hos jonerna som erhålles från gasflödet U = spänningen mellan elektroden 1 och elektroderna 2 och 3 E = elektriska fältet mellan elektroden 1 och elektroderna 2 och Vy = jonhastighetskomponenten som erhålles av det elektriska fältol E d = avståndet mellan elektroden l och elektroderna 2 och 3 k = jonmobiliteten.

Om man antar att konstant ström råder erhålles följande ekvationer: _ dx vx W ät v = Éï kr: så' y dt _ V ...___.._._..-_».~.-____........_...__-__._., 10 20 7897355-3 Från vilket erhålles U =-..> Eftersom jämförelse och styrkretsarna håller jonbanan fixerad erhålles U gå = kd = Konstant = A, V _ x VKdA så att U = -L--- k Sambandet mellan spänningen U och flödeshastigheten hos gasen är därför linjärt vilket är en fördel. Det blir således inte nödvändig att mäta strömmarna I5 och I6 med stor noggranhet inom ett stort I område utan kommer att vara tillräckligt att jämföra deras storlek i förhållande till varandra inom ett smalt område. Av denna anlednimj blir det möjligt att utnyttja en mycket liten radioaktiv källa för joniseringen så att instrumentets användning icke erfordrar särskild tillstånd och icke behöver marknadsföras försett med en etikett som anger närvaron av radioaktivitet och vidare blir det möjligt att tillverka instrumentet till ett överkomligt pris.

Om jämförelsekretsen 7 konstrueras så att den håller jonströmmarna konstanta (exempelvis lika i storlek) kommer effekten på mätningar av aerosolpartiklar som är närvarande i gasen att bli nästan helt eliminerad.

Claims (3)

7807353-3 JC PATENTKRAV

1. l. Anordning för mätning avgasers strömningshastig- heter, vilken baserar sig på vandring av joner med gas- strömningen i ett elektriskt fält och i vilken ingår en jonkälla (l) för alstrande av joner till gasströmningen, 'en spänningselektrod (2), åtminstone två mätningselektro- der (3, 4) för jonströmningar (I5, rö), en jämförelse- krets (7) för jonströmningar, en styrkrets (8) samt ett indikeringsdon (9) för strömningshastigheten, k ä n n e~ t e c k n a d därav, att mätningselektroderna (3, 4) samt spänningselektroden (2) är så placerade att mätnings- elektroderna (3, 4) ligger på avstånd från varandra i strömningsriktningen och att spänningselektroden (2) ligger på avstånd från mätningselektroden (3, 4) i en riktning vinkelrät mot strömningen, att jämförelsekretsen (7) är anordnad att medelst styrkretsen (8) reglera spänningen (U) i spänningselektroden (2) så att fördel- ningen av jonströmningarna (I5, I6) vilka kommer till mätningselektroderna (3, 4) förblir en bestämd konstant över hela mätningsområdet,och att strömningshastighetens indikeringsdon (9) är anordnat att ange gasens strömnings- hastighet som en funktion av den reglerade spänningen (U).

2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att jämförelsekretsen (7) är anordnad att reglera spänningen (U) så att jonströmningarna (I5, I6) är lika St0rä.

3. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e- t e c k n a d därav, att jonkällan (1) är en radioaktiv källa.