Струйный преобразователь для автоматизированных систем контроля и управления

Использование эффекта силового действия аэродинамических струй получило распространение при проектировании автоматических датчиков физико-технических параметров газов и жидкостей, преобразователей и управляющих устройств. Такое техническое решение обеспечивает высокую чувствительность и точность измеряемых параметров в быстроизменяющихся процессах, повышая скорость работы. Применение датчиков, построенных на основе подобного технического решения, особенно актуально в автоматизированных системах управления быстропротекающими технологическими процессами, где контроль различных параметров требуется проводить быстро и точно. Рассмотрен струйный пневмооптический преобразователь давления, основанный на эффекте силового действия струи на пластину, размеры которой соизмеримы с таковыми для поперечного сечения струи. Определены статические и динамические характеристики пневмооптического преобразователя, совокупным параметром которых принят критерий добротности, сочетающий чувствительность измерений с квадратом собственной частоты. С помощью этого критерия выведены оптимальные параметры чувствительного элемента, построенного на основе аэродинамического эффекта.

Литература

[1] Farmer T. Structural studies of liquids and glasses using aerodynamic levitation. Springer, 2015. 113 p.

[2] Becher T., Neubert M., Rothne L. et al. Effective field theory for jet processes. Phys. Rev. Lett., 2016, vol. 116, no. 19, art. 192001, doi: https://doi.org/10.1103/physrevlett.116.192001

[3] Pritchard P.J. Fox and McDonald’s introduction to fluid mechanics. Wiley, 2011. 896 p.

[4] Битюков В.К., Нефедов В.И., Симачков Д.С. Бесконтактный метод измерения температуры поверхности объекта. Российский технологический журнал, 2019, т. 7, № 2, с. 5–17, doi: https://doi.org/10.32362/2500–316X–2019–7–2–5–17

[5] Савенков А.П., Мордасов М.М., Сычев В.А. Бесконтактное пневмоэлектрическое устройство для измерений вязкости жидкостей. Измерительная техника, 2020, № 9, с. 43–49, doi: https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2020–9–43–49

[6] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Струйно–пневматический пропорциональный регулятор. Патент РФ 2676362. Заявл. 28.12.2018, опубл. 04.05.2018.

[7] Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е. и др. Струйно–фотокомпенсационный пропорциональный регулятор. Патент РФ 2680614. Заявл. 04.05.2018, опубл. 25.02.2019.

[8] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Фотокомпенсационный датчик плотности газов. Патент РФ 2683803. Заявл. 21.06.2018, опубл. 02.04.2019.

[9] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Пневматический датчик плотности газов. Патент РФ 2685433. Заявл. 21.06.2018, опубл. 18.04.2019.

[10] Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е. и др. Струйный датчик давления. Патент РФ 2713088. Заявл. 25.07.2019, опубл. 03.02.2020.

[11] Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е. и др. Фотокомпенсационный гигрометр. Патент РФ 2713091. Заявл. 25.07.2019, опубл. 03.02.2020.

[12] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Струйно-пневматический интегральный регулятор. Патент РФ 2768104. Заявл. 26.07.2021, опубл. 23.03.2022.

[13] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Струйно–пневматический полупостоянно работающий пропорционально-интегрально–дифференциальный (ПИД) регулятор. Патент РФ 2768105. Заявл. 26.07.2021, опубл. 23.03.2022.

[14] Макаров В.А., Королев Ф.А., Макаров А.В. и др. Струйно-пневматический пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор. Патент РФ 2768107. Заявл. 26.07.2021, опубл. 23.03.2022.

[15] Бай Ши-и. Теория струй. Москва, Физматгиз, 1960. 326 с.

[16] Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. Москва, Наука, 1979. 536 с.

[17] Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. Москва, Эколит, 2011. 715 с.

[18] Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е. и др. Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления. Патент РФ 2713087. Заявл. 25.07.2019, опубл. 03.02.2020.

[19] Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы. Москва, Изд-во МЭИ, 2005. 460 с.

[20] Коробов В.Б. Теория и практика экспертных методов. Москва, Инфра-М, 2019. 281 с.