Устройство для измерения параметров течений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЙ, содержащее ферромагнитную струну, установленную внутри трубки, возбуадающий электромагнит , преобразователь колебаний струны, связанный через последовательно соединенные усилитель, амплитудный селектор и усилитель мощнос ..„SUnn.l 177747. А

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY CBMPETEflbCTB Y (21) 3220044/24-10 (22) 19. 12.80 (72) 07.09.85. Бюл. Р 33. (72) А.Т.Гопко и А.Г.Суховей (71) Морской .гидрофизический институт АН Украинской CCP . (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 754310, кл. G 01 P 5/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 830116, кл. G 01 С 13/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЙ, содержащее ферромагнитную струну, установленную внутри трубки, возбуждающий электромагнит, преобразователь колебаний струны, связанный через последовательно соединенные усилитель, амплитудный селектор и усилитель мощносÄÄ SUÄÄ 117?242 А (51)4 С 01 P 5/02 G 01 С 13/00 ти с возбуждающим электромагнитом, и регистратор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены дополнительная струна из немагнитного материала, жестко закрепленная внутри трубки параллельно ферромагнитной струне, шар, установленный у торца трубки "с воэможностью отклонения и связанный с одним концом ферромагнитной струны, преобразователь сопротивление-частота и смеситель, при этом дополнительная струна электрически соединена через преобразователь сопротивление-частота с регистратором и с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к регистратору.! 177747

Изобретение относится к океанографическим исследованиям и может быть использовано для измерения скорости поверхностных течений вблизи границы раздела море-атмосфера при одновременной регистрации параметров морского волнения.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства, 1О

На фиг. 1 представлено устройство для измерения параметров течений, разрез, на фиг. 2 — блок-схема измерителя.

Корпус устройства представляет 1 собой трубу 1, в верхней части которой встроен электромагнитный преобразователь 2. По окружности трубы имеется ряд отверстий 3, расположенных равномерно по всей длине корпу-. 20 са, которые служат для уменьшения веса конструкции и облегчения проникновения воды к чувствительным элементам (струнам) 4 и 5. Посередине трубы встроен электромагнит 6. Внутри 2S трубы, на натяжном винте 7 и пальце

8, закреплены струны 4 и 5. Струна

4, являющаяся вибрирующим чувствительным элементом, выполнена из ферромагнитного материала, покрытого гидроизоляцией. Она может быть выполнена из синтетической нити, имеющей в месте расположения электромагнита ферромагнитный стержень или шар (не показано). Резистивный чувствительный элемент (струна 5) расположен параллельно вибрирующему чувствительному элементу 4 и выполнен из высокоомно-. го немагнитного провода (например, вольфрама), В палец 8.встроена втул- 40 ка 9, имеющая сквозное осевое отверстие для прохода струны. К струне.4 жестко закреплен шар 1О, являющийся чувствительным элементом, воспринимающим скоростной напор. Сочленение шара 10 с втулкой 9 выполнено

"шар по шару" с целью исключения ущемлений. .Блок-схема измерителя течений состоит из электромагнитного преобразо-50 вателя 2, электромагнита 6, реэистивного чувствительного элемента 5, усилителя 11, смесителя 12, амплитудного селектора 13, усилителя 14 мощности, преобразователя 15 сопротив- SS ление-частота и регистра 16.

Устройство работает следующим образом.

Корпус устройства погружают в воду так, что нижний конец трубы находится ниже основания волны.При включении электромагнита 6 возникают колебания струны 4, частота которых пропорциональна силе ее натяжения, вызванной действием скоростного напора на шар. При этом с увеличением действующей силы увеличивается отклонение шара в сторону действия вектора потока. Происходит изменение натяжения струны и, следовательно, изменение частоты ее колебаний.

При работе устройства вблизи границы раздела море-атмосфера в усло- виях морского волнения возникает аддитивная помеха, вызванная генерацией стационарных течений поверхностными волнами при этом скорость теЭ чений по глубине не одинакова. Изме нение частоты колебаний струны 4 происходит не только при изменении силы ее натяжения, но также вследствие вариации распределенной силы вязкого трения вибрирующей струны о воду в зависимости от глубины ее погружения. Это может привести к доВ полнительной погрешности при измерении скорости поверхностных течений.

Для устранения этого недостатка высота волны измеряется резистивным чувствительным элементом 5, аммическое сопротивление которого изменяется из-за шунтирующего действия морской волны, Колебания струны 4 воспринимаются электромагнитным преобразователем 2. Далее через усилитель !.1 .сигнал подается на смеситель

12, на второй вход которого последовательно через преобразователь 15 сопротивление-частота поступает сиг-. нал с резистивного чувствительного элемента 5.На выходе смесителя 12 частота пропорциональна скорости течения. При этом погрешность, вызванная изменением частоты вследствие вариации распределенной силы вязкости трения вибрирующей струны о воду, исключается. Сигнал с выхода смесителя 12 поступает на регистратор 16. Так как колебания струны 4 являются затухающими, сигнал с усилителя 11 поступает на амплитудный селектор 13. Как только амплитуда колебаний струны становится равной порогу чувствительности электромагнитног о преобразователя, срабатывает амплитудный селектор, сигнал с

3 которого поступает на усилитель 14 мощности и далее, на электромагнит

6. Процесс повторяется, т.е. после действия калдого очередного импуль1177747 ф са амплитуда колебаний, струны возрастает, а эатем постепенно затухает, срабатывает пороговое устройство и т.д.

1177747

Ригх

Составитель И. Полунина

Редактор И.Николайчук Техред Ж.Кастелевич Корректор H.арденн

Заказ 5547/45 . Тирак 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москве, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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