Устройство для измерения характеристик турбулентности в потоках жидкости или газа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

257773

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 42с, 27

Заявлено 17.VII.1968 (№ 1256786/18-10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 20.Х!.1969. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 25.1.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР,ЧПК G Olc

УДК 532.517.4.082. .534 (088.8) А втор изобретения

А.М. Трохан

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПОТОКАХ ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

Изобретение относится к приборам для гидро-аэродинамических исследований.

Известны устройства для измерения характеристик турбулентности, содержащие элемент для образования оптических меток, выполненный в виде зонда, вносящего вещество, отличающееся от исследуемого потока,,или в виде нагреваемой проволоки, и шлирную систему для обнаружения их диффузии. Однако такие устройства не обладают достаточной точностью измерения ввиду того, что определение турбулентности производится непосредственно в турбулентном следе за зондом, результат измерения непосредственно зависит от скорости потока, а степень диффузии определяется денситоматрированием теневых фотографий.

В,предложенном устройстве для проведения измерений независимо от скорости течения без возмущения потока натревателыным элементом элемент для образования оптических меток выполнен в виде источника излучения, поглощаемого исследуемой средой, и оптической системы, формирующей луч, например, плоской формы, а шлирная система снабжена сканирующим элементом и установленной по другую сторстну контролируемого потока светоделительной призмой, направляющей одну часть излучения на датчик перемещения луча, а другую — на датчик интенсивности луча, перед которым установлена регулируемая диафрагма.

На чертеже схематически изображено устройст.во.

5 Источник излучения 1, поглощаемый исследуемой средой. например инфракрасный или ультрафиолетовый лазер, галогенная лампа, с помощью щелевой диафрагмы и цилиндрической линзы 2 формирует плоский луч, частично

10 поглощаемый исследуемой средой в ка нале 8.

Перпендикулярнс оси этого луча и оси потока расположена ось шлирной системы, состоящей из источника света 4, например лазера, сканирующего элемента 5, наприхтер вращающейся

15 призмы, объектива 6, оптического ножа (ножа

Фуко) 7 и фотоприемника 8, например фотоумножителя.

Для достижения неза висимости напряжения на выходе фотоприемника 8 от смещения луча перед объективом установлена регулируемая диафрагма 9. На пути луча источника света установлена светоделительная призма 10, направляющая часть светового потока на датчик перемещения луча, содержащий решетча25 тую диафрагму П и фотоприемник 12.

Устройство работает следующим образом.

Тонкий плоский луч источника излучения I частично поглощается исследуемой средой в канале 8, нагревает ее, что приводит к измеЗО нению коэффициента ее преломления. Возмож257773

Составитель С. Ющенко

Редактор Данилова

Техред А. А. Камышникова

Корректор E. Н. Миронова

Заказ 255 2398 Тираж 480

Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете

Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред.

«Патент > ны два режима работы устройства: импульсного облучения и непрерывного облучения источником излучения 1, Для измерения характеристик турбулентности определяется поле коэффициента. преломления среды в направлении поперек оптической метки. Для этого луч И света от источника света 4, направленный параллельно плоскости 14 луча источника излучения 1, смещается параллельно себе сканирующим элементом 5, фокусируется объективом 6 в плоскости ножа 7; незадержанная часть луча 18 регистрируется фотоприемником 8, фототок которого пропорционален градиенту коэффициента преломления. Часть света луча 18, пройдя светоделительную призму 10, попадает на датчик перемещения луча, содержащий диафрагму 11, или на оптический клин и фотоприемник

12, выходной ток которого является соответствующей функцией смещения луча вдоль линии сканирования, Таким образом, на выходах фотоприемников 8 и 12 регистрируются, например, осциллографом или цифровым прибором изменение градиента преломления и соответствующее смещение луча, а, поскольку время сканирования известно, из диаграммы можно получить и временную зависимость.

Искомое значение среднеквадратичной пульсации скорости о находится из соотношения:

<- Р(! -> = 2 V -) (t —;) Ri (т l d. о где

Г ® — дисперсия оптической метки на мок мент ; т - ® ) — среднее значение дисперсии;

-. — время;

t — момент времени;

1ть(-.) — коэффициент корреляции.

Предмет изооретения

Устройство для измерения характеристик турбулентности в потоках жидкости или газа, содержащее элемент для образования оптических меток и шлирную систему для обнаружения их диффузии, отличающееся тем, что, с целью проведения измерений независимо от скорости течения без возмущения потока нагревательным элементом, элемент для образования оптических меток выполнен в виде источника излучения, поглощаемого исследуемой средой, щелевой диафрагмы и цилиндрической линзы, образующих плоский луч, а шлирная система снабжена сканирующим элесментом и

25 установленной по другую сторону контролируемого потока светоделительной призмой, направляющей часть излучения на датчик перемещения луча, а другую часть — на датчик интенсивности луча, перед которым установ30 лена регулируемая диафрагма.

Устройство для измерения характеристик турбулентности в потоках жидкости или газа Устройство для измерения характеристик турбулентности в потоках жидкости или газа 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к волоконно-оптическим преобразователям физических величин (температуры, давления, ускорения и др.) с использованием микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом
Наверх