Устройство для измерения параметров потока

 

1п 503I 82

СПИ

Сава Сееетскнх

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву 390448 (22) Заявлено 30.12.74 (21) 2088267/18-10 с присосдинением заявки № (23) Приоритет

Опублш овапо 15.02.76. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 28.06.76 (51) М. Кл. - G 01Р 5, 06

Государственный комитет

Совета Министров СССР ео девам изобретений и открытий (53) i.ДК 681.121.3 (088.8) (72) Автор изобретения

А, И. Мержеевский

Ленинградский гидрометеорологический институт (71) Заявитель (54) уст1ойство для изме1 ения пАрлмктров потокА

Изооретение относится к области измерения параметров движения и может быть использовано для гидрометеорологических исследований.

Известное устройство для измерения параметров потока по авт, св. ¹ 390448 позволяет измерить лишь модуль скорости потока, что недостаточно при исследовании, например, турбулентности потока, когда необходимо знать составляющие скорости потока относительно заданных координатных осей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения параметров потока т о авт. св. № 390448 введен узел составляющей скорости, содержащий плоский чувствительный элемент («флажок»), закрепленный на одном конце оси, нуль-орган и ферромагнитную систему, подвижные элементы которых крепятся к этой же оси, источник тока и регулятор, причем одна обмотка ферромагнитной системы соединена с источником тока через регулятор, а другая обмотка включена последовательно с обмотками основной ферромагнитной системы.

На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг. 2 — его компенсационная схема.

Устройство состоит из узла модуля скорости потока и узла составляющей скорости потока.

Узел модуля скорости потока состоит из чувствительного элемента 1 чашечной или лопастной конструкции, закрепленного на одном конце поворачивающейся оси 2. К этой же оси крепятся подвижная система нуль-органа

3, отмечающего нулевое положение, и ротор ферромагнитной системы, обмотка 4 которого

)p электромагнитно связана с обмоткой 5 статора, Обмотка 4 ротора и обмотка 5 статора соединены между собой последовательно и питаются от источника тока 6, сила тока которого регулируется регулятором 7. Ток мож15 но регулировать вручную или автоматически при помощи следящей системы. Нуль-орган 3, усилитель 8, регулятор 7 тока и обмотки 4 и

5 ферромагнитной системы этого узла образуют следящую систему, автоматически воз20 вращающую ротор ферромагнитной системы, подвижный элемент нуль-органа и чувствительный элемент узла модуля в исходное (нулевое) положение.

Узел составляющей скорости потока содер25 жит чувствительный элемент 9 плоской конструкции («флажок»), закрепленный на оси

10. Флажок располагают таким образом, чтобы нормаль к его плоскости оказалась параллельной оси координат, относительно которой

30 определяется составляюшая скорости. E(этой

503182 же оси крепятся подвижный элемент нуль-органа 11 и ротор ферромагнитной системы, обмотка 12 которого электромагнитно связана с обмоткой 13 статора. Одна из этих обмоток включена последовательно с обмотками 4 и 5 ферромагнитной системы узла модуля и питается поэтому тем же током I, а другая обмотка питается от источника тока 14, направление и сила тока которого I> регулируются р е гул я тор о м 15.

To« I> можно регулировать вручную или автоматически при помощи следящей системы. Б последнем случае напряжение рассогласования U этого узла, создаваемое пул»органом 11 при отклонении чувствительного элемента 9 от нулевого положения, усиливается усилителем 16 и управляет фазочувствитсльным регулятором 15. Нуль-орган 11, усилитель 16, регулятор 15 тока, обмотка 13, оомотки 12, 4 и 5 обеих ферромагнитных систем, нуль-орган 3, усилитель 8, регулятор тока 7 образуют следящую систему, возвращающую ротор ферромагнитной системы, подвижный элемент нуль-органа и чувствительный элемент узла составляющей в исходное (нулевое) положение, Поток, воздействуя на плоский чувствительный элемент 9, создает вращающий момент

М„-=Л V ñoû, где A> — постоянная величина, определяемая формой и размерами чувствительного элемента 9; я — угол, образованный нормалью к плоскости чувствительного элемента 9 и направлением скорости потока.

Токи I и I„ no оомоткам 12 и 13, создают вращающий момент

11тк = 177» где  — постоянная величина, зависящая от конструкции и материала сердечника ферромагнитной системы этого узла и числа витков обмоток 12 и 13. Направление тока Ii должно быть выбрано таким, чтобы момент М,„созданный токами I и I» был противоположен по знаку моменту М,, созданному воздействием потока на чувствительный элемент 9.

Величину тока l подбираюг такой, чтобы происходило уравновешивание моментов

Мр и Ми;, T. с. чтооы

Я 1/ сов =Д»

Если чувствительный элемент 9 в исходном (нулевом) положении расположен так, что нормаль к его плоскости параллельна координатной оси, относительно которой определяется составляющая скорости потока V,-, то

1

Таким образом, выходная величина этого

1 узла (ток l ) линейно связана с измеряемой составляющей скорости потока V,-.

Слсдящие системы должны быть выполнены таким образом, чтобы интервал времени, в течение которого регулируются токи 1 и I» был в несколько раз меньше наименьшего периода пульсации скорости потока (по величине и направлению). Следящие системы могут быть астатическими и статическими, При необходимости одновременного измерения модуля и двух или трех составляющих скорости потока н устройство вводят, соответственно, два или три узла составляющих скорости, плоские чувствительные элементы которых ориентируют таким образом, чтобы нормали к их плоскостям оказались параллельными соответствующим координатным осям.

Описанное устройство дает возможность определить более полно параметры скорости потока. Преимуществом его является линейная

35 зависимость выходных величин от измеряемых параметров, Формула изобретения

Устройство для измерения параметров потока по авт. св. ¹ 390448, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено узлом со45 ставляющей скорости, содержащим плоский чувствительный элемент, установленный на оси, нуль-орган и ферромагнитную систему, подвп>кные элементы которых связаны с той же осью, источник тока и регулятор, причем П одна обмотка фсрромагнитной системы соединена с источником тока через регулятор, а другая включена последовательно с обмотками основной ферромагнитной системы.