Электрическое устройство получения картины возмущенного потока жидкости в "гидродинамической трубе" конденсаторами

Использование: в авиационной промышленности, а также в различных отраслях промышленности народного хозяйства, где необходимо исследовать поток жидкости. Задачей данного изобретения является получение объективной картины распределения давления жидкости, обтекающей "обдуваемый" предмет в гидродинамической трубе. Устройство состоит из генератора импульсов задающей частоты, делителя частоты, счетчика управляющих импульсов, мультиплексора продольных контактов, соединяющих конденсаторы с полочками, мультиплексора поперечных контактов, соединяющих другой вывод конденсаторов, согласующего устройства, аналого-цифрового преобразователя, устройства индикации, "гидродинамической трубы", обдуваемого объекта, решетки с емкостным датчиком. Технический результат: повышение точности измерений. 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано при исследовании различных летательных аппаратов в гидродинамических "трубах", а так же в различных отраслях народного хозяйства, где необходимо исследовать турбулентности жидкостей в трубопроводах или замкнутых помещениях.

Известно устройство, содержащее решетку с проводниками, в пересечении которых впаяны термосопротивления, где изменение плотности жидкости меняется пропорционально и температура потока (см. Патент RU 2133022, кл G 01 N 9|04,1999.)

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений за счет объемных термосопротивлений, недостаточно объективная картина распределения давления по всей плоскости решетки, большое сопротивление потоку жидкости и сложность технического изготовления. Нет конкретных значении скорости и давления в каждой точке сорвавшегося потока" жидкости.

Задачей данного изобретения является получение объективной картины распределения плотности жидкости "обдуваемого" объекта в гидродинамической трубе по всем трем осям - получение объемного изображения возмущенного потока.

Решение указанной задачи достигается использованием перемещения обкладок конденсаторов в набегающей жидкости при изменении площади поперечного сечения обкладок.

В качестве датчиков используется решетка в виде рамки 4 (фиг.1), которая состоит из продольных 5 и поперечных 6 проводников. В местах пересечения проводников впаиваются конденсаторы. Емкость конденсатора, образованного двумя плоскими параллельными пластинами, одна из которых соединена с продольными проводниками, а другая, с поперечными. Емкость конденсатора рассчитывается по формуле:

где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала, расположенного между пластинами;

S - площадь взаимного перекрытия пластин;

d - расстояние между пластинами.

Как видно из формулы, емкость зависит от площади перекрытия пластин (S).

Изменяя площадь перекрытия пластин, получим электрический сигнал, пропорциональный изменению скорости и плотности - картины возмущенного потока жидкости.

Одна из пластин конденсатора имеет "полочку" для увеличения сопротивления набегающей жидкости, что приводит к изменению площади взаимного перекрытия пластин. Для уменьшения погрешности в плоскости проводников обкладок конденсаторов с полочками между ними натянуто еще нетоковедущие проволоки и спаяны в местах пересечения (фиг.1)

Концы проводников соединяются с мультиплексорами 3 продольных и 2 поперечных. При протекании жидкости сквозь решетку 1 мультиплексоры по сигналам управления будут подключать по одному проводнику к системе измерения. Пример: мультиплексор 2 коммутирует проводник номер пять, а мультиплексор 3 коммутирует проводник номер семь. Проводится измерение емкости между точками А и В и т.д.

На фиг.1 изображена решетка 1 с рамкой 4, в которой натянуты продольные и поперечные проводники, в местах пересечения которых впаяны конденсаторы. На фиг.2 изображена вся установка измерения плотности потока за летательным аппаратом со всеми основными элементами.

Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов 7 (фиг.2) вырабатывает последовательность импульсов, пропорциональную изменению емкости конденсатора. Делитель частоты 8 делит последовательность импульсов в необходимой для измерения и управления пропорции. Счетчик импульсов 9 преобразует последовательность импульсов в двоичный код, необходимый для управления мультиплексорами 2 и 3, которые подключают полученный сигнал для измерения через согласующее устройство 10 к аналого-цифровому преобразователю 11. С аналого-цифрового преобразователя сигнал, пропорциональный плотности потока в данной точке, индуцируется на индикаторе 12.

Сигнал на мультиплексоры поступает с датчика-решетки 1 в виде рамки 4, установленной в газодинамической трубке 13, в которой установлена исследуемая модель 14.

Данное устройство позволяет расширить диагностические возможности вращающегося срыва набегающего потока в моделях, предназначенных для натурного испытания.

Электрическое устройство получения картины возмущенного потока жидкости в "гидродинамической трубе" конденсаторами содержит средство для формирования набегающего потока жидкости, обтекаемое тело, а датчики выполнены в виде решетки-рамки, состоящей из продольных и поперечных проводников, причем устройство снабжено мультиплексорами генератора импульсов, делителем частоты, аналого-цифровыми преобразователями и устройством индикации, отличающееся тем, что в местах пересечения проводников закреплены конденсаторы, состоящие из двух плоских параллельных пластин, одна из которых соединена с продольными проводниками, а другая с поперечными, одна из пластин конденсатора имеет полочку для увеличения сопротивления набегающей жидкости, что приводит к изменению площади взаимного перекрытия пластин, а в плоскости проводников обкладок конденсаторов с полочками между ними натянуты нетоковедущие проволоки и спаяны в местах пересечения.