Устройство для измерения скорости потока газа или жидкости

 

Союз Советскии

Соцмапмстмчвскик

Рвспубпмк

ОП ИСДЯИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<в 909642

* г (6} ) Дополнительное к авт. свнд-ву N 655975 (22) Заявлено 07.07.80 (2} } 2958383/18-10 с присоединением заявки М (23 } Приоритет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень М

Дата опубликования описания 01.03.82 (Ь! )М. Кл.

G01 Р 5/18

9}еудэрстеекеМ кемитет

СССР ае делам «зебретеккй и етерытяй (53) УДК 532.

574 (088 8) Ф. А. Ганеев, А. С. Иванчук, В. М. Солдаткин В. А. Ференц (72) Авторы изобретения

Казанский ордена Трудового Красного Знамени а иационный: институт им. А. H. Туполева (71) Заявитель

" с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ IlOI ÎÊA

ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерению параметров движения и может найти применение при измерении величины и направления вектора скорости движушегося объекта относительно среды, а также при аэро- и гидродинамических исследованиях.

По основному авт. св. М-. 655975 известно устройство для измерения скорости потока газа или жидкости, которое содержит источник меток, два приемника, IO один из которых кольцевой, a npyroII имеет форму спирали Архимеда и измерительную схему.

Для получения сигнала.по скорости и направлению потока в этом устройстве

1S производится измерение двух временных интервалов, соответствуюших времени прохождения меткой до кольцевого приемника и цо приемника в вице спирали Архимеда.

Для определения направления вектора скорости вычисляется отношение временных интервалов. При этом формирование меток производится с постоянной частотой (1 } .

Однако данное устройство не позволяет определить непосредственно направление потока относительно заданной оси.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет непос- редственного определения угла направления скорости потока относительно заданной оси..

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве измерительная схема выполнена в виде измерителя разности фаз, входы которого через усилители связаны с приемниками, при атом кольцевой приемник соединен с генератс ром импульсов источника меток.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 меток, выполненный в виде разрядника, раэмешенного заподлицо с обшивкой подвюкного объекта и подключенного к генератору 2 высоковольтных импульсов, приемные электроды 3 и 4, имеюшие соответственно форму кольца и спирали Архи3 90964 меда н подклю .енпые через усилители S и 6 ко входам измерителя 7 фасы. Причем выход кольпевого приемника через усилитель 5 связан с генератором 2 высоковольтных импульсов. $

Устройство работает следукндим образом.

В процессе измерения генератор 2 формирует импульс, который подается на разрядник 1, последний за счет искрово- 10 го пробоя создает метку в виде облачка

;заряженных ионов, которая движется совместно с контролируемым потоком. Пролетая Hall кольцевым электродом 3 метка наводит импульсный сигнал, который 1$ усиливается усилителем 5 и вновь за.пускает генератор 2, вызывая формирование следующей метки. Таким образом, система, включающая в себя элементы устройства 2, 1, 3 и 5, образует авто- у0 генератор, частота генерации 1 которого зависит от величины скорости потока и определяется выражением

1= ", 2S где Y — модуль вектора скорости;

Я,- радиус кольцевого приемника.

Частота f используется для формирования выходного сигнала Y по каналу, измерения скорости. При этом выходная характеристика получается линейной.

Мгновенную пространственную фазу, определяющую мгновенное пространственное положение метки относительно кольцевого электрода 3, можно представить как

3$

Qч = 2ЯИ, 2 4

М. - угол отклонения вектора скорости потока относительно заданной оси.

Разность фаэ между двумя сигналами можно представить в виде ь9 =В - =2®Р - "

Откуда угол отклонения вектора скорости о.тределится как

- ы- =(ь ВК тт(г к, Из этого соотношения видно, что измеряемый угол прямопропорционален величине разности фаз регистрируемых сигналов.

Очевидно, что приемники можно расположить таким образом, чтобы знак фазового угла соответствовал знаку измеряемого угла. Это достигается в том случае, когда приемники расположены так, что имеют точку пересечения через которую проходит базовая ось измерения.

При этом выполняются условия ) К 4фи.с(О

- „ „„(= о

Р А, ир«<О-.

С целью усреднения разности фаз сигналов и получения выходного сигнала в цифровом коде целесообразно использовать цифровые фазометры среднего значения.

Формула изобретения где 8- текущее расстояние между меткой и разрядником.

Поскольку в данном случае генерация новой метки происходит при f Й, то фазовый угол периодического сигнала, регистрируемого кольцевым электродом, будет равен 2 7L . Очевидно этот периодический сигнал можно считать опорным с нулевой фазой, так как его фаза не зависит от измеряемых параметров.

Фаза сигнала, регистрируемого спиралевидным приемником 4 определяется

KBK $0

Qg 2fiyf где р К 4 - радиус-вектор спирали

Архимеда;

К вЂ” коэффициент определяющий крутизну спирали; $$

Устройство для измерения скорости потока газа нли жидкости по авт. св.

М 655975, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет непосредственного определения угла направления скорости потока относительно заданной оси, измерительная схема выполнена в виде измерителя разности фаз, входы которого через усилители связаны с приемниками, при этом кольцевой приемник соединен с генератором импульсов источника меток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 655975, кл. Й01 Р 5/18, 1977 (прототип) .

909642

Составитель Е. Сыс

Редактор В. Пилипенко Техред М, Рейвес Корректор М, Демчик

Заказ 886/69 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. У.кгород, ул. Проектная, 4