Устройство для измерения скорости воздушного потока

 

(i i j 6177! 9

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 0l03 соеотеких

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03.77 (21) 2469094/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 13.07.78 (51) М. Кл. G 01Р

5/00

G 01F

1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 532 574 (088.8) ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости воздушного потока в горных выработках.

Известны устройства измерения скорости 5 потока, основанные на измерении с помощью коррелометра величины задержки, случайного процесса, создаваемого движущейся среды, которая соответствует максимальному значению корреляционной функ- 10 ции (11.

Недостатками таких устройств являются невысокая точность измерения скоростей и расходов потоков сред, например газообразных, а также большие трудности в осущест- 15 влении задержки сигнала в корреляторе, если расстояние между излучателем и приемником достаточно велико.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение — устройство для измере- 20 ния скорости и расхода потока, содержащее генератор, подключенный к излучающему акустическому преобразователю, приемный акустический преобразователь, подключенный к входу усилителя переменного тока, 25 выход которого связан с одним из входов перемножителя, и интегратор, подсоединенный к выходу перемножителя (2).

Для этого устройства характерна недостаточно высокая точность измерения ско- 30 рости и расхода среды из-за отсутствия в нем регулировки времени интегрирования в корреляторе.

Цель изобретения — повышение точности измерений скорости воздушного потока.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено двумя фазовращателями, сумматором и усилителем постоянного тока, а также дополнительными усилителем переменного тока, перемножитслем и интегратором, причем интеграторы выполнены регулируемыми, вход дополнительного усилителя переменного тока соединен с блоком переключения и блоком управления, а выходы усилителей переменного тока соединены с входами перемножителей через фазовращатели. Второй вход дополнительного перемножителя соединен с генератором, выход дополнительного перемножителя соединен с входом дополнительного интегратора, а выходы интеграторов подключены к сумматору, соединенному с усилителем постоянного тока, первый выход которого подключен к управляющим входам интеграторов, а второй — к индикатору.

-Ia чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, подключенный к блоку 2 переключения, акус617719

60 тические преобразователи 3 и 4, усилители

5 и 6 переменного тока, вход каждого из которых подключен к блоку 2 переключателя, фазовращатели 7 и 8, подключенные к выходам усилителей 5 и 6 переменного тока, перемножители 9 и 10, к одному из входов которых подключен выход генератора, а к другому — выход фазовращателя; интеграторы 11 и 12, подключенные к выходам перемножителей 9 и 10, сумматор 13, подключенный к выходам интеграторов 11 и

12, усилитель 14 постоянного тока, вход которого подключен к выходу сумматора 13, а один из выходов к управляющему входу каждого интегратора, индикатор 15, подключенный к другому выходу усилителя 14 постоянного тока, блок 16 управления, подключенный к генератору 1, блоку 2 переключения и усилителям 5 и 6 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 возбуждает одновременно акустические преобразователи 3 и 4 в течение промежутка времени 1 . По истечении этого промежутка времени блок 2 переключения по команде блока 16 управления отключает акустические преобразователи 3, 4 от генератора 1 и подключает их к входу усилителей 5 и 6 переменного тока. Акустические колебания распространяются через движущуюся со скоростью и среду одновременно по потоку и против потока.

С момента переключения акустических преобразователей на прием в течение промежутка времени t> открыты входы усилителей переменного тока. Принятые сигналы усиливаются и через фазовращатели 7 и 8 подаются на один из входов перемножителей 9 и 10. Одновременно на другой вход пер емножителей подается сигнал от генератора 1. С выхода перемножителей через регулируемые интеграторы 11 и 12, сигналы подаются на сумматор 13. Выходной сигнал сумматора усиливается усилителем

14 постоянного тока и подается на управляющий вход регулируемых интеграторов.

Переключание акустических преобразователей, а также работу генератора и усилителей переменного тока синхронизирует блок 16 управления.

Величина скорости потока определяется по величине суммы коэффициентов взаимной корреляции К и К сигнала генератора и сигналов, прошедших через среду по потоку и против потока

К=К,+fc.,= — ц —.,)F(t)dt+ т

+ 1 F (t) F (t+,) dt, 4

F (г+т ) — сигнал, прошедший против потока;

Т вЂ” время интегрирования

При скорости потока, равной нулю, с помощью фазовращателей 7 и 8 устанавливается максимальные отрицательные значения коэффициентов корреляции К и К . При этом индикатор 15 показывает нулевое значение скорости потока, Частота генератора

1 устанавливается такой, чтобы при изменении скорости потока от О до v — максимального измеряемого значения, сумма коэффициентов корреляции К изменялась от максимального отрицательного до максимального положительного значения.

Для увеличения точности измерения скорости в устройстве осуществлена автоматическая регулировка времени интегрирования, которая достигается тем, что интеграторы 11 и 12 выполнены регулируемыми и введен усилитель 14 постоянного тока, выходной сигнал которого подается на управляющий вход интеграторов. При увеличении выходного сигнала усилителя постоянного тока увеличивается время интегрирования интеграторов и, наоборот. Наличие фазовращателей 7 и 8 позволяет скомпенсировать неидентичность фазовых характеристик акустических преобразователей 3 и

4, а следовательно, и повысить точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости воздушного потока, содержащее генератор, подключенный к излучающему акустичес40 кому преобразователю, приемный акустический преобразователь, соединенный с усилителем переменного тока, блок переключения, соединенный с акустическими преобразователями, перемножитель, соединенный одним из входов с усилителем переменного тока, а другим — с генератором, инте ратор, соединенный с перемножителем, блок управления, соединенный с блоком переключения и усилителем переменного тока, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство снабжено двумя фазовращателями, сумматором и усилителем постоянного тока, а также дополнительными усилителем переменного тока, перемножителем и интегратором, причем интеграторы выполнены с возможностью регулирования периода интегрирования, а вход дополнительного усилителя переменного тока соединен с блоком переключения и блоком управления, а выходы усилителей переменного тока соединены с входами перемножителей через фазовращатели, второй вход

G5 где F (3) — сигнал генератора;

F (t — xi) — сигнал, прошедший по потоку; дополнительного перемножителя соединен с генератором, выход дополнительного пе617719

Составитель Ю. Власов

Текред О. Тюрина Корректоры: Е, Хмелева и 3. Тарасова

Редактор T. Рыбалова

Заказ 1272/15 Изд. Мв 549 Тираж 1122 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ремножителя соединен с входом дополнительного интегратора, а выходы интеграторов подключены к сумматору, соединенному с усилителем постоянного тока, первый выход которого подключен к управляющим входам интеграторов, а второй — к индикатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Катыс Г. П. Системы автоматического контроля полей скоростей и расходов. М.

5 «Наука», 1965, с. 447 — 450.

2. Авторское свидетельство СССР

Хв 446753, кл. G 01F 1!66, 1972.