Способ и устройство для интеграционного измерения скорости потока
Класс 42е, 23, СССР № 69799
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
М. А. Михайлов
Способ и устройство для интеграционного измерения скорости потока
Заявлено 31 октября 1940 года в Народный комиссариат земледелия СССР
3a % 3069 (331706) Опубликовано 31 декабря 1947 года
В гидро метрии интеграционный способ измерения скорости потока в реках с помощью вертушек и подобных измерительных приспособлений, перемещаемых с равномерной скоростью по вертикали, уже известен. Использование этого способа сопряжено с необходимостью перестановок поперек потока штанги, несущей вертушки и упирающейся в дно реки для охвата всего сечения потока.
Предлагаемый способ позволяет охватить все сечение потока измерением в один или два приема, в зависимости от ширины потока, и имеет ту особенность, что вертушку перемещают по дугам окружностей с постоянным радиусом и с перемещаемым по вертикали центром или по дугам концентрических . окружностей с постоянным центром на вертикали.
На фиг. 1 изображен один из приемов осуществления способа; на фиг. 2 — другой из приемов осуществления способа, а на фиг. 3 — вид сбоку примерной формы выполнения устройства.
В основу предлагаемого способа положено интегрирование скоростей потока по всему его сечению в один прием при непрерывном фиксировании скоростей вертушкой. Способ может быть осуществлен двумя приемами, в одном из которых за траекторию движения вертушки принимаются дуги окружностей а с постоянным радиусом с, перемещаемым по вертикали центром (фиг. 1), а в другом дуги концентрических окружностей в с переменным радиусом и постоянным центром на вертикали (фиг. 2).
Для измерения скоростей потока используют обычную вертушку с горизонтальной осью вращения, направляемую по дугам тех или иных окружностей с помощью устройства, монтируемого на штанге, втыкаемой в дно потока.
Вертушку равномерно передвигают по живому сечению потока сначала по одной из дуг окружностей, затем по другой и т. д. до окончания всего цикла прохождения вертушки по дугам.
Для более широких потоков мо295 № 69799 жет быть использовано измерение с двух и более установок штанги, но при каждой установке имеет место законченный цикл прохождения вертушки по дугам. На основании измерений скорости в одном цикле исчисляется средняя скорость потока.
Устройство для направления вертушки по дугам окружностей монтируется на обычной в практике гидрометрических работ упорной штанге 1, составленной сверху из железной трубы, а снизу для облегчения веса из деревянного круглого шеста с заостренным концом и упором. Штанга 1 имеет на себе две переставных муфты 4 и 14, могущих быть закрепленными на штанге помощью стопорных винтов 5 и 15.
Верхняя муфта 14 снабжена трубчатым отростком 13, в который свободно входит палец 12 муфты 11.
Муфта 11 надевается на стержень 10, несущий в нижней части гидрометрическую вертушку 7. Стопорный винт 17 служит для удержания стержня 10 на требуемой длине. Палец 12 имеет кольцевой желобок, в который вводится винт 16 трубчатого отростка 13.
Винт 1б предотвращает выход пальца из трубки 18 и в то же время не мешает вращению пальца вместе со стержнем.
Держатель 6 вертушки выполнен в виде хомута, могущего переставляться на стержне 10 и закрепляться помощью винта 9.
Муфта 4 снабжена пальцем 8, на конце которого неподвижно укреплена дугообразная опорная напра. вляющая 2, служащая для восприятия давления воды на вертушку. Муфта 4 может переставляться по высоте и закрепляться стопорным винтом 5.
На упорную штангу 1 надевается также указатель 18 положения вертушки, предназначенный для того, чтобы во время работы ориентировать вертушку 7 по направлению навстречу потоку.
Для перемещения вертушки по дугам а постоянного радиуса (фиг. 1) величину последнего устагю навливают винтом 17 и закрепляю муфту 14 на штанге 1 винтом 15 в ряде положений. Для перемещения же вертушки по дугам в концентрических окружностей неизменно фиксируют их центр на штанге 1 винтом 15 и пользуются винтом 17 для изменения радиусов окружностей.
При измерении скоростей по дугам а постоянного радиуса (фиг. 1) предварительно производят разметку положения муфты 14 (фиг. 3) мелом на упорной штанге 1.
Работа с прибором ведется следующим образом. По знаку «начинаю» лица, поворачивающего вертушку вокруг стержня 12, гидрометрист готовится и после очередного звонка пускает секундомер„ а лицо, ведущее вертушку за стержень 10 от начального отвесного положения влево (или вправо), про-. водит ее от одного крайнего положения до противоположного и обратно до отвесного. Не приостанавливая движения, плавно доводят центр вращения стержня 10 до очередной метки и от нового рабочего положения стержня перемещают вертушку по траектории второй из дуг а и т. д. После предупреждения
«кончаю» со стороны лица, ведущего вертушку, гидрометрист засекает время и записывает сумму оборотов и и число секунд t, за которое было произведено измерение скоростей данного сечения.
В случаях выполнения работы при переменном радиусе и постоянном центре вращения по дугам в (фиг. 2) весь процесс измерения протекает. как описано, с той разницей, что метки обозначаются не на упорной штанге 1, а на стержне 10 (фиг. 3) Предмет изобретения
1. Способ интеграционного измерения скорости потока с помощью перемещаемой с равномерной скоростью вертушки, от лича ющ и.й ся тем, что для охвата всего сечения потока измерением в один. или два приема, в зависимости от ширины потока, дающим в резуль№ 69799
Фиг. 1
Фиг. 2 те показатель, характеризующий еднюю скорость всего потока, .ртушку перемещают по дугам ок жностей с постоянным радиусом с перемещаемым по вертикали ентром или по дугам концентричеких окружностей с постоянным ,ентром на вертикали.
2. Устройство для осуществления пособа по п. 1, снабженное для становки вертушки штангой, опирающейся на дно потока, о т л ичающееся тем, что для передачи на штангу давления воды, воспринимаемого вертушкой, штанга снабжена дугообразной направляющей 2, воспринимающей давление воды на вертушку, монтированную на стержне 10, поворотном вокруг переставного трубчатого отростка И штанги и взаимодействующем с направляющей 2.
