Устройство для измерения характеристик газового потока

 

Область использования: метеорология, для измерения скорости и влажности воздушного потока. Сущность изобретения: устройство содержит два стержневых разрядных электрода 1, связанных с высокочастотным генератором 3, цилиндрический экран 4 с двумя направляющими 5, блок управления и коммутации 6, источник питания 7 и регистраторы - скорости и влажности воздушного потока 8 и 9 соответственно и аспиратор 10. При открытом положении электродов происходит измерение скорости ветра, при закрытом - влажности воздуха,2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 W 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7. (21) 4841922/10 (22) 25.06.90 (46) 23.01.93, Бюл, M 3 (71) Лени н градский гидрометеорологический институт (72) M Ë. Гольденберг, В. Г.Томашов и Б.Я,Толстобров (56) Авторское свидетельство СССР

N 1620968. кл. G 01 W 1/04, 1988, Качурин Л.Г. Электрические измерения аэрофизических величин, М.: Гидрометеоиздат, 1967, с. 228 — 233. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОВОГО ПОТОКА

ЫЛ» 1789950 Al (57) Область использования: метеорология, для измерения скорости и влажности воздушного потока. Сущность изобретения: устройство содержит два стержневых разрядных электрода 1, связанных с высокочастотным генератором 3, цилиндрический экран 4 с двумя направляющими 5, блок управления и коммутации 6, источник питания 7 и регистраторы — скорости и влаж-, ности воздушного потока 8 и 9 соответственно и аспиратор 10. При открытом положении электродов происходит измерение скорости ветра, при закрытом — влажности воздуха. 2 ил.

1789950

55 с источником питания.

На фиг.1 и 2 изображено предлагаемое устройство, структурная схема, Устройство содержит два разрядных стержневых электрода 1,2, связанных с высокочастотным генератором 3, цилиндрический экран 4 с двумя закрепленными наглухо направляющими 5, устройство управления и коммутация 6, источник питания

7, и регистраторы скорости и влажности воздушного потока 8 и 9 соответственно и аспиратор 10. (Цилиндрический экран 4 и аспиратор 10 соединены с устройством управления и коммутации 6, вход которого соединен с источником питания, а выходы подключены к регистраторам скорости и влажности и воздушного потока 8 и 9, Высокочастотный генератор 3 также соединен с источником питания 7.

Устройство работает в двух режимах, Изобретение относится к метеорологии и может быть преимущественно использовано для измерения скорости и влажности воздушного потока, Известно устройство для измерения 5 влажности воздуха, содержащее сухой и смоченный термометры. Однако это устройство обладает тем существенным недостаткам, что оно не обладает технической возможностью для определения скорости ваздушнога потака,Наиболее близким Фотехнической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее высокочастотный генератор, стержневые разрядные электроды и регистратор, в котором скорость воздушного потока определяется по частоте срывов искрового разряда при прохождении через него воздушного потока. Существенным недостатком такого устройства 20 является то, что оно не обладает техническими возможностями для измерения влажности воздушного потока, Цель — расширение эксплуатационных вазможностей путем подавления действия горизонтальной составляющей потока, Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения характеристик газового потока, содержащее стержневые разрядные электроды, связанные с высоко- 30 частотным генератором, источник питания и регистратор скорости введен электрический экран с двумя направляющими аспиратор, устройство управления и коммутации и регистратор влажности, при этом экран и 35 аспиратор связаны с устройством управления и коммутации, два выхода которого подключены к регистраторам скорости и влажности газового потока, а вход соединен

В режиме измерения горизонтальной составляющей модуля воздушного потока (фиг,1), когда экран 4 находится в верхнем положении и поток направлен перпендикулярно искровому разряду 11 и в режиме измерения влажности потока (фиг.2). когда экран находится в нижнем положении, подавляя действие горизонтальной составляющей потока и с помощью аспиратора 10 направляя вертикальную составляющую вдоль искрового разряда 11, B режиме измерения горизонтальной составляющей воздушный поток воздействует перпендикулярно на искровой разряд 11, прогибает его и доводит до срыва, После срыва искровой разряд вновь возникает между электродами, прогибается и срывается, Горизонтальная составляющая модуля скорости потока определяется из выражения

V=kf, (1) где k — размерный коэффициент;

f — частота срыва искрового разряда.

Периодическое возникновение и срыв

vIcKpoeoro разряда резко изменяют нагрузку источника питания 7 и с такой же периодичностью влияют на изменение тока источника, который коммутируется через устройство управления и коммутации 6 и фиксируется с помощью регистратора 8, в значениях скорости воздушного потока.

Известно, что пробойное напряжение между стержневыми электродами для постоянного тока описывается выражением

u,р = à -P д + Ь (- д ), (2) где р — плотность воздуха; ао — плотность воздуха при давлении 760 мм рт ст и температуре 20 C; d — расстояние между электродами, а и Ь вЂ” постоянные коэффициенты, величина которых в зна ительнай степени зависит от влажности воздуха.

Очень сильная зависимость U>p от влажности воздуха имеет место тогда, когда между электродами искровой разряд еще не возник, После возникновения разряда эта зависимость резко падает, Поэтому для измерения влажности в приборах постоянного тока необходимо искусственно включать напряжение между электродами и выключать его после возникновения разряда, Этого можно избежать, если между электродами подавать переменное напряжение. Тогда при достижении напряжения между электродами величины 0„г искровой разряд будет возникать при одной полярности и срываться при ее смене.

Периодическое возникновение и срыв искрового разряда, как и в первом случае, изменяют нагрузку источника питания 7, но

1789950 с частотой питающего напряжения. Соответственно изменяется и ток источника, величина которого при экранировании искрового разряда от горизонтальной составляющей воздушного потока, будет зависеть только от влажности, В режиме измерения влажности цилиндрический экран 4 по направляющим 5 с помощью управляющего и коммутирующего устройства 6 опускается в нижнее положение, экранируя искровой разряд 11 от действия горизонтальной составляющей потока, Составитель С. Юмашев

Техред М.Моргентал Корректор О. Густи

Редактор Г, Бельская

Заказ 348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ари ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик газового потока, содержащее вертикальные стержневые разрядные электроды, связанные с высокочастотным генератором. источник питания и регистратор скорости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено цилиндрическим экра. ном с двумя направляющими, Под воздействием аспиратора 10 воздушный поток, предварительно очищенный от посторонних примесей, направляется вдоль искрового разряда 11, Искровой раз5 ряд при этом возникает и пропадает только в результате смены полярности питающего напряжения и изменения напряжения пробоя. Амплитуда питающего напряжения и тока нагрузки меняются в зависимости от

10 влажности, Ток источника питания, содержащий информацию о влажности, через устройство управления и коммутации 6 подается на регистратор влажности 9 и градуируется в значениях влажности воздуха, 15 установленным с возможностью вертикального перемещения, аспиратором, блоком управления и коммутации и регистратором влажности, при этом экран и аспиратор установлены соосно со стержневыми электродами и связаны с блоком управления и коммутации, два выхода которого подключены соответственно к регистраторам скорости и влажности, а вход соединен с источником питания.