Главная Промышленные терморезисторы



Полученное выражение преобразовывается к виду

«окр Тдр

«ОКР 7"окр-In (R/RoKP)

(5 5)

приравняв правые части уравнений (5 3) и (5.5) друг другу и сделав перестановку, получаехМ

K(V):

«ОКР Гокп

(5.61

Гокр \ 1п (;?/i?oKp)

Это уравнение дает зависимость коэффициента рассеяния /( о скорости потока жидкости v, выраженную через легко измеряемы переменные величины.

В [1] снимались вольт-амперные характеристики бусииковы терморезисторов в воздухе и в воде при 26° С и различных скороз стях потока. Терморезистор закрепляли на лопатке турбины, Bpai

щавшейся в сосуде Дьюара с ис следуемой средой. В получаемы результаты вносились поправки на вихревое движение (завихре ния). Результаты эксперимент для воды приведены на рис. 5.2

Рис. 5 2. Вольт-амперные характе-рнстнкн бусинкового терморезистора Скорость воды, см/с, взята в качестве параметра [1]


Обнаружено, что коэффициент рассеяния при высоких скоростях потока стремится к асимптотическому значению, которое на 18% превышает значение К{0) в неподвижной среде, причем зависимость коэффициента рассеяния терморезистора от скорости потока описывается следующим эмпирическим выражением:

i*C(u)=/C(0) + fl(I-e-b«), (5.7)

где К{0)+а - предельное значение коэффициента К «ри больших скоростях и 6 = (1/а) {dKfdv)v=o.

На рис. 5.3 построена расчетная зависимость для воды при значениях коэффициентов а = 0,88 мВт/К и 6 = 0,41 с/см, которая достаточно точно совпадает с экспериментальной. Хорошее соот-


5 W }5 20 25 Относительная скорость тидности,см!1. тальные значения [1]

Рис 5.3. Зависимость коэффициента рассеивания К бусинкового терморезистора от скорости воды V. Кривая строилась по формуле K(v) = = /С(0)-ьО,88[1-ехр (0,41 и)]: кружками обозначены эксперимен-



твие расчетных и экспериментальных характеристик пол}чает-и для воздуха, «о в этом случае а = 0,82 мВт/К и & = 0,19 с/см. ГЦ отмечалось, что отношение коэффициентов рассеяния К{0) воде и воздухе равно 5 и свидетельствует о высокой чувствительности терморезистора прямого подогрева с отрицательным ТКС как индикатора уровня жидкости.

Помимо чувствительности к изменению скорости потока жидкости терморезистор обладает также чувствительностью к изменению температуры жидкости. В режиме фиксированного тока чувствительности терморезистора по напряжению к температуре жидкости (5т) и скорости потока (5„) определяются выражениями [1]:

5. = -!-- =-А-1- (5.8)

S,±ilLL-. (5.9У

и dv dv

При небольших токах подогрева чувствительность терморезистора к изменениям температуры велика и приближается к значению а, когда ток стремится к нулю, тогда как чувствительность к изменению скорости потока мала и стремится к нулю, когда ток. стремится к 1нулю. Если ток подогрева увеличивается, то St МО нотонно снижается и стремится к пределу:

Т рЛг (5 10)

/ г--А 7 ОКР

тогда «ак Sv растет с током до своего предельного значения:

1 dK

К dv

(5.11

При всех условиях отношение чувствительностей по напряжению

Другим режимом работы терморезисторов является режим постоянной температуры, когда скорость потока определяется по изменению тока, протекающего через терморезистор. Перепишем Зравнвние (5.3) в следующем виде:

K{v)(T-T,,)P = PR, (5.13)

/ - сопротивление терморезистора, равное i?oKpexp В (1/Т -

После соответствующего преобразования получаем

К (с) (Г-Т„,р) = Р i?„,p ехр 5 (1/Г-1/Г„„р) (5.14)

PR,expB{\/T~ \/T,,J-K{v) (Г-Г„,р) =0. (5.15)



при постоянной температуре чувствительности терморезисторя по току к температуре жидкости (/г) и скорости потока (h) опре. деляются из выражений:

/ rfToKP 2(Т-Токр) J \ dl \ dK

Iv=---. (5д7

I dv 2К dv Отсюда отношение чувствительностей по току

1„ Т- Гокр dK Р dK

(5.18)

h К dv К dv

Таким образом, отношение чувствительностей лри постоянной температуре равно отношению чзвствительностей при постоянном токе для любых режимов работы.

При небольших мощностях рассеяния чувствительность терморезистора в режиме постоянной температуры к скорости и температуре потока выше, чем в режиме постоянного тока. Если мощность рассеяния велика, то режим постоянного тока обеспечивает максимальную чувствительность.

В [2] описано устройство, в котором терморезистор может работать в режиме постоянного тока или в режиме постоянной температуры. При этом ни ток, ни температура не оставались постоянными и бусинковый терморезистор включался в одно из плеч нор мального моста Уитстона, а напряжение разбаланса служило мерой скорости потока. Ламинарный поток метанола и четыреххло-ристого углерода с постоянной температурой 0°С пропускали через трубку из стекла пикерс диаметром 16 мм; градуиро-вку производили путем замера времени, за которое через трубку проходи;] известный объем жидкости.

«Г

✓ о

У °

у Рис. 5.4. Типовая калибровочная

кривая бусинкового терморезисто-

- уз- v, pa, построенная как зависимоств

I 1 I I к I I I I напряжения разбаланса моста о1

д 5 М скорости потока жидкости. Средой

Скорость потока тидности, см/с служит CCI4 при 0° С

Вначале измерительный мост балансировался в неподвижной жидкости, а затем создавался поток со скоростью v и измерялось напряжение разбаланса моста. На рис. 5.4 приведена калибровоч-, пая кривая для четыреххлористого углерода ССЦ, полученная с помощью терморезистора с мощностью прямого подогрева 16,6 мВт; {при f = 0). Наклон линейного участка зависимости при неболь- ших скоростях потока составлял 0,345 В/см/с. Было обнаружено что при мощности терморезистора более 6 мВт функция K{v) мо> нотонно возрастает [1] и значения К при данном значении v прак-«68



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [21] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0121