Устройство для измерения параметров течения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ \ °

1 па 661340 .. .

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.12.77 (21) 2554759I18-1О с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

G 01 P 5/02

Государственный кемитет

СССР ва делам изобретений и аткрытий (23) Приоритет— (53) УДК532.574 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (72) Автор изобретения

М. М. Усенков (71) Заявитель

Ленинградский гидрометеорологический институт " -" - -" - "-"-. :- - 4 .-" -м жмммьаяар йаюв мц а ;,, д.„„-. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к области измерения параметров движения.

Известно устройство для измерения параметров течения устройства, содержащее приемник течения, например, в виде шарика, подвешенного на нити (маятникового подвеса), и системь. регистрации отклонений маятникового подвеса от вертикали под действием течения (1).

Ввиду того, что приемник течений имеет конечные размеры и форму шара, а маятниковый подвес — фиксированную длину, то известное устройство нельзя применить для измерения поверхностного течения при условии непостоянства уровня жидкости, так как при этом непрерывно изменяется площадь миделевого сечения приемника в потоке или приемник периодичесКи выходит из потока.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения скорости течения, содержащее приемник течения, укрепленный на упругом элементе, связанном с преобразователем его деформации, и жесткое основание, на котором размещен упругий элемент (2).

Однако при вертикальных колебаниях уровня потока происходит изменение площади пбперечного (миделевого) сечения погруженной в жидкость части приемника, и плеча действующей силы, что вносит в результаты измерений погрешности, пропорциональные величине изменения уровня.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров поверхностного течения путем исключения влияния колебаний уровня жидкости относительно приемника.

Для этого приемник выполнен в виде вертикального полого цилиндра, нижний конец которого открыт, а верхний закреплен на упругом элементе, снабженном внутренней полостью, сообщающейся с полостью при15

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения параметров течения состоит из цилиндрического приемника 1 гидродинамического давления потока, укрепленного на упругом чувствительном элементе 2, например, трубчатого типа с внутренней полостью 3. Упругий элемент 2 снабжен измерительным преобразователем

661340

Формула изобретения

4 деформации, например тензорезисторами, наклепанными на внешней или внутренней поверхности упругого элемента 2, консольно укреплен на неподвижном основании 5.

Внутренняя полость 3 пневматически связана с жидкостью сквозным отверстием 6, проходящим вдоль продольной оси цилиндрического приемника давления до его нижнего заглубленного конца. Выход измерительного преобразователя 4 деформации упругого чувствительного элемента с помощью линии связи (например, кабелем) подключен к измерительному прибору (на чертеже не показан).

Устрбйство работает следующим образом.

Устройство устанавливают в месте измерения на неподвижном основании 5 с таким расчетом, чтобы приемник гидродинамического давления потока был опущен в воду при максимальных амплитудах колебаний уровня потока. Поток воздействует на приемник 1 с силой, пропорциональной скорости течения и площади миделевого сечения части приемника, и деформирует чувствительный элемент 2. Определяя степень деформации элемента 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях при неизменном положении уровня с помощью преобразователя

4 деформации (тензорезисторов) определяют результирующую силу, действующую на приемник 1, и скорость потока. При изменениях уровня потока непрерывно изменяется и площадь миделевого сечения погру,женной части приемника, что приводит к изменениям результирующей силы давления потока на приемник l. Одновременно с изменением уровня жидкости изменяется и давление воздуха во внутренней полости 3 элемента 2. Степень удельной деформации элемента 2, выполненного с полостью, зависит от жесткости, которая в свою очередь зависит от поперечного сечения упругого элемента (трубки), т. е. внутреннего давленйя. При увеличении внутреннего давления растет жесткость чувствительного элемента.

Параметры упругого элемента 2 и приемника 1 выбраны таким образом, чтобы дополнительная деформация упругого элемента, возникающая вследствие увеличения площади миделевого сечения приемника давления потока при возрастании уровня жидкости, компенсировалась за счет увеличения жесткости упругого элемента в результате увеличения давления воздуха при возрастании уровня в сквозном отверстии 6. Таким образом, степень деформации чувствительного элемента зависит только от скорости потока и не зависит от колебаний уровня жидкости. Определяя степень деформации чувствительного элемента в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью измерительного преобразователя деформации

4, например тензодатчиков, судят о параметрах поверхностного течения.

Устройство для измерения параметров течения, содержащее приемник течения, уки репленный на упругом элементе, связанном с преобразователем его деформации, и жесткое основание,на котором размещен упругий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров поверхностного течения путем исключения влизе яния колебаний уровня водной поверхности относительно приемника, последний выполнен в виде вертикального полого цилиндра, нижний конец которого открыт, а верхний закреплен на упругом элементе, снабженном з внутренней полостью, сообщающейся с полостью приемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3370462, кл. 73 — 228, ! 968.

2. Быков В. Д., Васильев А. В. «Гидрометрия». Л., Гидрометеоиздат, 1969, с. 154.

ЦНИИПИ Заказ 2432/40

Тираж 1089 Подписное

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4