Способ измерения скоростных характеристик потока жидкости
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (8Ц Доаолиительиое к авт, свил-ву (22) Заивлеио 070776 (23) 2380705/18-10 с ирисоедииеииеи Заявки ¹Свюз Соватсиих
Сеирююматмчеаких $6iIIINR (»)581435 (St) M. Кл. j
Я 01 P 5/20
f NQ3lIOTii5lllII!ill IlIiIIIIIT17 бвв|тв Ивввл вв ЫР вв NIIsiII вмбретвввб
II 8TIilIMTIiII (23) Йриоритет (53) УДК 532 ° 574 (088.8) (43) Опубликовано 253. 1.77. Бюллетень № 4З (45) Дата оиубликоваиии описании 08,1277
Е. Г. Филиппов и А. N Кушер
Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. A. Н. Костякова (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТНЦК ХАРАКТКРИСТИК
ПОТОКА ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к технике измерений скоростных параметров потоков жидкости бесконтактными средствами .
В известных оптических анемометри- о ческих способах в реальном масштабе времени измеряются только локальные скоростные характеристики потока 1 .
Измерение, полей скоростей проводится:известным способом кино-фотосъем- 10 ки при затрате большого количества времени и труда на обработку полученных материалов (21
Цель изобретения — уменьшение,тръ доемкости процесса. измерения поля скоростей потока жидкости. указанная цель достигается тем, что по известному способу. измерения поля скоростей потока жидкости, включающе му визуализацию течения с помощью взвешенных частиц, их регистрацию..и определение координат в-.дискретные моменты времени, нах ждение траекторий движения частиц и определение скоростей по найденным перемещениям эа известный отрезок времени, регистрацию и определение координат движущихся в потоке частиц в дискретные моменты времени проводят путем периодического импульсного преобразования изображений частиц исследуемой области потока в потенциальный рельеф на чувствитель ной поверхности фотоэлектрического преобразователя и измерения временными интервалов между синхроимпульсами и сигналами, сформированию и при анализе видеоимпульсов от частиц, в процессе сканирования и одновременно" î стирания потенциального рельефа.
На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предла- гаемый способ.
Исследуемый потОК виэуализпруют с помощью светлых сферических частиц нейтральной плавучести и освещают щелевым источником света 1. Иэображение
Исследуемой плОскОсти пОтОка при помО щи,объектива ? проецируется через свободную пбверхность или ограничивающую поток.прозрачную стенку на фотока.Тод телевизионной передающей трубки 3, Для фиксации мгновеннь1х положений !астиц применяют либО импульсный источ ник света, либо источник непрерывного излучения в,сочетании с электронным затвором. При экспонировании Hà -.вето" чувствительной поверхности трубки возникает потенциальный рельеф.
Определение координат частиц в поле зрения камеры производят с исполь=
5а1435
Формула изобретения
Составитель В. Власов
Техред Н.Бабурка Корректор Л.Небола
Редактор Т. Иванова
Заказ 4567/36 Тираж 1101 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зованием известного принципа растровб= го разложения иэображения. Для этого после экспонирования. производится построчное считывание и одновременное стирание потенциального рельефа электронным лучом, который под действием отклоняющей системы 4, пилообразная форма токов в которой обеспечивается блоком разверток 5; последовательно коммутирует все элементы чувствительной по" верхности. При этом на сопротивлении нагрузки возникает видеосигнал.
После окончания коммутации повторяется процесс экспонирования и т.д.
Блок обработки 6 видеосигналов про- >6 водит выделейие полезного сигнала на фоне шумов и формирование импуль" сов, соответствующих положению центров первых видео.мпульсов от каждой частицы. Блок кодирования 7 Ю осуществляет преобразование временных интервалов между синхроимпульсами, поступающими с выхода синхронизатора 8, и видеоимпульсами от частиц в цифровые коды. 26
Работа устройства, кодирования основана на известном,. )принципе время-иьин ульсного преобразов ания.
С помощью устройства 9 производится согласование . скорости по- З0 ступления информации с фотоэлектрического преобразователя со скоростью. ввода данных 3BN 10, либо со скоростью работы устройства подготов-ки данных на стандартном для ЭВМ но- З5 сителе. В качестве устройства согла" сования служит запоминающее устройство, запись в которое осуществляет" ся во время измерений, а считывание производится по окончании измерений 4О со скоростью ввода информации в ЭВМ либо со скоростью работы устройства подготовки данных, например ленточного перфоратора. После ввода данныМ в ЭВМ программным путем определяют траекторию движения частиц. Для это" го используют известный принцип экстраполяции, например линейной.
После нахождения перемещений частиц по известной частоте экспонирования находят скорости движения частиц, которые служат основой для рас чета статистических характеристик потока.
Способ измерения скоростных характеристик потока жидкости, включающий визуализацию течения с по мощью взвешенных частиц, их регистрацию, определение. координат в дискретные моменты времени, нахождение траекторий . двйжения частиц и определенне скоросФ5й но наяденным перемещениям за известными отрезок времени, о. г л.и ч а ю.шийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости процесса измерения, регистра цию и определение координат движущихся в потоке частиц- в дискретные моменты времени производят путем пеРиодического импульсного преобразования изображений частиц исследуе" мой области потока в потенциальный рельеф на чувствительной поверхности фотоэлектрического преобразователя и измерения временных интервалов между синхроимпульсами и сигналами
I сформированными при анализе видеоимпульсов от частиц, в процессе сканирования и одновременного стирания потенциального рельефа.
Источники,:информации, принятие во внимание при экспертизе:
1. Трохан A. М. Разработка и ис- следовани оптических кинематических
Методбв измерения скорости и турбулентности потоков. Докторская диссертация М., 1969.
2. Мийский E. М. Турбулентность руслового потока >,Л. 1962, с. 69-76.
