Устройство для измерения поверхностной скорости течения в потоках

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ В ПОТОКАХ, содержащее поплавки, пуС .катель поплавков с выпускным блоком и их улавливатель, отличающ е е.с я тем, что,с целью повышения достоверности измерения ско- . ростных параметров потока и уменьшения трудоемкости процесса измерения , пускатель п.оплавков выполнен в виде плоской .круглой кассеты, имеющей ячейки с размещенными в них поплавками, выпускной блок выполнен в виде установленных по разные стороны откассеты неподвижного основания с пусковым .отверстием и ферромагнитной пластины, укрепленной Над пусковым отверстием основания со смещением относительно оси отверстия, а улавливатель выполнен в виде барабана с цилиндрической поверхнхэстью из ферромагнитного материала с нанесенной на ней мае- . штабной сеткой, при этом в поплавки вмонтированы сердечники из магнито (Л твердого материала а улавливатель и пускатель установлены с возможностью их вращения.

П9) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ,РЕСПУБЛИН

g (5)) G 01 Р 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3414698/18-10 (22) 24.03,82 (46) 07 ° 09 .83. Бюл. Р 33 (72) Н.И.Зайцев и Н.A ° Ярных (71) Государственный ордена Трудового Красного Знамени гидрологический институт (53) 621.317.39)531.767(088.8) (56) 1. Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. М., "Энер- . гия", 1967, с. 213-215.

2. Патент ЧССР 9 122025, кл. 42 с 27, 1967 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ.

ПОВЕРХНОСТНОЙ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ В

ПОТОКАХ, содержащее поплавки, пус.катель поплавков с выпускным блоком и их улавливатель, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения ско- .,-..ростных параметров потока и уменьше- " ния трудоемкости процесса измерения, пускатель поплавков выполнен в виде плоской круглой кассеты, . имеющей ячейки с размещенными в них поплавками, выпускной блок выполнен в виде установленных по разные стороны от.кассеты неподвижного основания с пусковым .отверстием и ферромагнитной пластины, укрепленной над пусковым отверстием основания со смещением относительно оси отверстия, а улавливатель выполнен в виде барабана:с цилиндрической поверхностью из ферромагнитного материала с нанесенной на ней масштабной сеткой, при этом в поплавки Е

Ф вмонтированы сердечники из магнитотвердого материала, а улавливатель и пускатель установлены с воэможнос тью их вращения.

1040426

Изобретение предназначено для измерения средней поверхностной скорости и исследования влияния структурных образований потока на траектории движения и может быть использовано при,специальных мето-. дологических экспериментах по выявлению влияния размеров и формы поплавков на скорость их движения.

Известен способ и устройство для измерения скорости течения в открытых потоках,, где направление и величину поверхностных скоростей течения измеряют фотосъемкой светящихся поверхностных поплавков (1$

Для этого фотоаппарат снабжается устройством автоматического открытия и закрытия затвора через заданные промежутки времени. В ре зультате на изображении (фотопленка или фотография) траектория движения поплавка отображена в виде пунктирной линии; по расстоянию между пунктирами и периоду открытия затвора фотоаппарата судят о скорости на этом участке. Источником света от поплавка является . маленькая свечка, закрепленная .на нем.

Недостатками указанного способа и устройства являются: трудоемкость получения материала измерений, N заключающихся в .экспонировании, о6работке фотоматериала (фотопленки), отпечатывании снимков; неудобства в работе (пуск поплавков проиэводйтся вручную, по одному поплавку, пред-35 варительно зажигается свечка, вылавливание поплавков. сачком и другое большой период времени получения информации о скорости.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для иэмерения скорости течения воды при помощи поплавков, содержащее поплавки, пускатель поплавков с выпускным блоком их улавливатель и регистратор (2f .

Со дна водотока к поверхности . выпускается ряд поплавков, например„ дутых шариков с постоянным весом и диаметром, которые всплывают в отделениях отсчетной сетки. Количест-5Î во шариков в отделениях является мерой для определения интегрированной скорости по всей вертикали.

Недостатками известного устройства является невозможность получе-. 55 ния полной достоверности картины при изучении и измерении скоростных параметров поверхностного потока и трудоемкость процесса измерения.

Цель изобретения — повышение 6О достоверности измерения скоростных параметров потока и уменьшение трудоемкости процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измере" ния поверхностной скорости течения в потоках, содержащем поплавки, пускатель поплавков с выпускным блоком и их улавливатель, пускатель поплавков выполнен в виде плоской круглой кассеты, имеющей ячейки с размещенными в них. поплавками, выпускной блок выполнен в виде установленных по разные стороны от кассеты неподвижного основания с пусковым отверстием и ферромагнитной пластины, укрепленной над пусковым отверстием основания со смещением относительно оси отверстия, а улавливатель поплавков выполнен в виде барабана с цилиндрической поверхностью иэ ферроматнитного материала с нанесенной на ней масштабной сеткой, при этом в поплавки вмонтированы сердечники из магнитотвердого материала, а пускатель и улавливатель установлены с возможностью их вращения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид в плане; на фиг. 2 †.схематическое иэображение проскакивания поплавка иэ ячейКи вращающейся кассеты. Устройство содержит пускатель поплавков с выпускным блоком 1 и улавливатель 2 поплавков (фиг. 1) .

Выпускной блок имеет неподвижное основание 3 с пусковыми отверстиями 4 для выпускания поплавков в поток. Пускатель выполнен в виде плоской круглой кассеты 5, в ячейки

6 которой. вставляются маркированные поплавки 7: Поплавки содержат сердечники 8 иэ магнитотвердого материала (фиг. 2) . Ферромагнитная пластина 9, связанная с неподвижным основанием 3 выпускного блока, смещена относительно оси пускового отверстия 4. Улавливатель поплавков выполнен в виде вращающегося барабана с цилиндрической поверхностью из ферромагнитного материала с нанесейной на ней масштабной сеткой„ с помощью которой определяется положение поплавков на улавливателе.

Пускатель и улавливатель установле-. ны с возможностью их вращения с попощью электродвигателей 10 с источником 11 витания.

Устройство работает следующим образом., Перед началом измерений средней поверхностной OI(opocTH или ее исследований пускатель магнитных поплавков 1 и улавливатель 2"поплавков, закрепленные на штангах, устанавлнваются над поверхностью потока, причем улавливатель поплавков 2 устанавливается так, чтобы образующая его находилась приблизительно йа расстоянии 8 мм от воды.

Затем включаются источники 11 пи-, сания, Устанавливается необходимый

1040426

° 25

Ф щалск Вил лма . ft х период вращения кассеты 5 подбором напряжения питания электродвигателя 10 из Условия задаваемой частоты выпуска магнитных поплавков 7 (для установки, более низкой частоты. выпуска поплавков возможен вариант укладки поплавков в кассету с пропускам ячеек) .

Устанавливается необходимый период вращения улавливателя поплавков 2 подбором. напряжения электродвигателя 10 °

При вращении:подвижной кассеты (фиг. 2) ячейки б поочередно подхо- дят к отверстию 4, над которым закреплена пластина 9 иэ феррамагне» тика, смещенная относительно этого отверстия.

При приближении магнитного поплавка к пластине 9 из ферромагнетика поплавок притягивается к пластине

9, но в то же время поплавок остается в ячейке б кассеты 5 и продолжает вместе с ней вращаться, при этом поплавок проскальзывает по пластине 9 и, оказавшись над отверстием 4, падает в поток, Таким образом, пластина 9 из ферромагнетика обеспечивает горизонтальное положение плоскости поплавка. при падении его s поток. Далее поплавок движется в потоке по течению воды и, подходя к улавливателю 2 поплавков, притягивается к его поверхнос-. ти.

Улавливателъ 2 поплавков является одновременно и регистратором информации.

Снимая координаты расположения поплавков на поверхности образующей улавливателя 2 .поплавков, зная пе-. риоды вращения пускателя 1 и улавливателя 2 и фиксированное расстояние между ними, определяют поверхностную скорость течения и судят о структурных .образованиях потока.

При этом скорость поплавков и соответственно поверхностная скорость течения на участке между двумя створами, в которых расположены пускатель и улавливатель поплавков, 10 определяется как

Ll =

) с, (. ) 1

N где Š— расстояние между двумя ство15 рами; время прохождения участка первым поплавкам;

K †порядковый номер поплавка;

Т вЂ” период вращения кассеты пускателя поплавков;, N — количество поплавков в кассете; Т„- период вращения улавливателя поплавков;

L — длина окружности образующей улавливателя поплавков расстояние между первым и, 1с-тым поплавками на координатной сетке улавливателя поплавков.

30 Применение изобретения при измерении и исследовании скорости тече-. ния значительно улучшают условия измерительных работ, повышает достоверность скоростных характеристик

35 потока, что позволяет уточнить количество сбрасываемых поплавков

1 ,в аэрогидрометрии и имеет важное значение с точки зрения сохранения окружающей среды.

ВНИИПИ Заказ б922/49

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул,Проектная,4