Устройство для измерения взаимного расположения трехкомпонентного акустического анемометра и газоанализатора Российский патент 2025 года по МПК G01B3/02 B43L7/00 

Изобретение относится к механическим средствам измерения и предназначено для измерения расстояний между акустическим анемометром и газоанализатором по трем координатам вдоль сторон света и по вертикали.

При установке метеорологических датчиков системы турбулентных пульсаций, а именно, трехкомпонентного акустического анемометра и газоанализатора типа возникает необходимость измерения расстояния между центральной точкой анемометра и точкой отбора проб газоанализатора. Для реализации расчета потоков (газа или влаги) методом турбулентных пульсаций требуется указать смещение газоанализатора относительно центральной точки анемометра в трех координатной системе: в направлении на север, восток и по вертикали.

Как правило, измерение смещений производится одной линейкой, прикладывая ее в направлениях на север, восток и по вертикали, что приводит к ошибкам измерений, вносящим погрешность в расчетный алгоритм метода турбулентных пульсаций.

Известно устройство для линейных грубых измерений параметров растений (патент RU 2160425 C1, G01B/3), которое может быть использовано и для измерения расстояния между датчиками. Измеритель растений, включающий элементы устройства штангенциркуля (штанга и рамка с губками), отличающийся тем, что он выполнен в виде удлиненной штанги с губкой и отверстиями на ней от губки и до противоположного конца через определенные расстояния и перемещающейся по штанге рамки с губкой, причем на рамке выполнено одно отверстие - напротив губки, отверстия предназначены для установки стопорных шпилек, а также с мерными шкалами с началом нулевого отсчета на штанге от конца рамки, в момент соприкосновения губок, на рамке от центра отверстия, причем параллельно губкам на рамке жестко установлен держатель. Недостатком устройства является измерение смещения только вдоль одной координаты, а также необходимость контролировать ориентацию устройства по сторонам света с применением дополнительных средств.

Уже известна масштабная линейка (патент SU 79543 A1, B43L/7, B43L/13), состоящая из двух линек со шкалами, шарнирно соединенных в центре пересечения их рабочих граней. Однако, это устройство не обеспечивает закрепление линейки на объекте, перпендикулярность второй линейки требуется устанавливать с помощью дополнительных инструментов, а третья измерительная линейка отсутствует.

Известно устройство, в котором совмещено применение двух взаимно-перпендикулярных линеек, играющих роль осей координат (патент SU 22281 A1, G01C/3, G001B/5). Координатная линейка представляет собой измерительный прибор, заменяющий масштабную линейку и циркуль, с поворотным полулимбом-транспортиром, снабженным алидадой и служащим для отсчетов румбов. Недостатки: устройство не обеспечивает измерение третьей координаты смещения датчиков, а также в нем предусмотрена система крепления устройства на одном из датчиков.

Задачей изобретения является расширение арсенала устройств одновременного измерения расстояния между трехкомпонентным акустическим анемометром и газоанализатором по трем координатам в системе координат, ориентированной по сторонам света.

В отличие от известных устройств, одна из линеек с помощью системы крепления фиксируется на трех стойках акустического анемометра. Акустический анемометр должен быть ориентирован вертикально и развернут северной стойкой точно на север. На фиксированной линейке расположена подвижная линейка. Линейки соединены с помощью соединительной муфты с прорезями, позволяющими перемещать линейки вдоль муфты с небольшим усилием. На торце подвижной линейки жестко закреплена вертикальная линейка.

Изобретение иллюстрируется рисунком. На фиг. 1 изображено устройство для измерения взаимного расположения датчиков в трех координатах в направлениях север-юг, запад-восток и по вертикали.

Устройство содержит три градуированные линейки 1, 2, 3 на которых нанесена шкала делений с шагом 1 см. Все три линейки ориентированы перпендикулярно друг другу. На фиксируемой линейке 1 болтом 8 закреплена планка крепления 4. На планке крепления 4 и линейке 1 выполнены вырезы 7, позволяющие закрепить устройство на корпусе акустического анемометра. Вырез 7 на линейке 1 закрепляется на северной стойке анемометра, а вырезы на планке 4 - на остальных стойках, при этом начало отсчета линейки 1 (точка 9) оказывается в центральной точке анемометра. На фиксируемая линейка 1 с помощью соединительной муфты 5 с прорезями 6 соединена с подвижной линейкой 2. Муфта 5 позволяет перемещать подвижную линейку 2 вдоль фиксируемой линейки 1, а также линейку 2 в муфте 5 с небольшим усилием. В центральной части соединительной муфты 5 в верхней и нижней части выполнен вырез для считывания делений шкал фиксируемой и подвижной линеек. На торце подвижной линейки 2 жестко закреплена и направлена вниз вертикальная линейка 3.

Устройство работает следующим образом.

Вырезы 7 планки крепления 4 защелкиваются на двух стойках анемометра, а вырез 7 линейки 1 защелкивается на северной стойке анемометра. Размер вырезов 7 и расстояние между ними должны соответствовать размерам анемометра, используемого в системе турбулентных пульсаций. Устройство предназначено для работы с анемометрами, имеющими три вертикальных стойки, ограждающие ультразвуковые датчики. При ориентации анемометра в соответствии с инструкцией по эксплуатации, а именно, когда корпус анемометра располагается вертикально, а северная стойка направлена на север, линейка 1 оказывается ориентирована с севера на юг и горизонтально, а начало отсчета линейки 1 (точка 9) совпадает с центральной точной анемометра.

Далее, передвигая соединительную муфту 5 вдоль линейки 1 и линейку 2 в соединительной муфте 5, необходимо добиться чтобы пробоотборник газоанализатора оказался размещен вблизи линейки 3. После этого необходимо считать с линеек координаты смещения. Расстояние от верхней части линейки 3 до пробоотборника газоанализатора, определяемое по числу делений шкалы линейки 1 будет соответствовать вертикальному смещению датчика. Расстояние вдоль линейки 2 от центральной точки соединительной муфты 5 до линейки 3 будет соответствовать смещению датчика в западном направлении (см. фиг. 1). При необходимости измерения смещения в восточном направлении, линейка 2 вынимается из муфты 5 и вставляется с другой стороны, таким образом, чтобы линейка 3 оказалась к востоку от муфты 5. Расстояние от центральной точки анемометра 9 до центральной точки муфты 5 вдоль линейки 1 будет соответствовать смещению датчика в южном направлении.

Таким образом, использование устройства при установке датчиков системы турбулентных пульсаций обеспечит измерение расстояния между акустическим анемометром и газоанализатором в системе координат, ориентированной по сторонам света, что необходимо для реализации расчета потоков (газа или влаги) методом турбулентных пульсаций.

Изобретение относится к механическим средствам измерения и предназначено для измерения расстояний между акустическим анемометром и газоанализатором по трем координатам вдоль сторон света и по вертикали. Устройство для измерения взаимного расположения трехкомпонентного акустического анемометра и газоанализатора содержит три взаимно перпендикулярные градуированные линейки: фиксируемую линейку с началом отсчета, подвижную линейку, вертикальную линейку; при этом подвижная линейка расположена на фиксируемой линейке, а на торце подвижной линейки жестко закреплена и направлена вниз вертикальная линейка; причем фиксируемая линейка соединена с подвижной линейкой с помощью соединительной муфты с прорезями, позволяющими перемещать линейки вдоль муфты с усилием, в центральной части соединительной муфты в верхней и нижней части выполнен вырез для считывания делений шкалы фиксируемой и подвижной линеек, а на фиксируемой линейке выполнен вырез и закреплена планка с вырезами, предназначенными для крепления. Технический результат - расширение арсенала устройств одновременного измерения расстояния между трехкомпонентным акустическим анемометром и газоанализатором по трем координатам в системе координат, ориентированной по сторонам света. 1 ил.

Устройство для измерения взаимного расположения трехкомпонентного акустического анемометра и газоанализатора, содержащее три взаимно перпендикулярные градуированные линейки: фиксируемую линейку с началом отсчета, подвижную линейку, вертикальную линейку; при этом подвижная линейка расположена на фиксируемой линейке, а на торце подвижной линейки жестко закреплена и направлена вниз вертикальная линейка; причем фиксируемая линейка соединена с подвижной линейкой с помощью соединительной муфты с прорезями, позволяющими перемещать линейки вдоль муфты с усилием, в центральной части соединительной муфты в верхней и нижней части выполнен вырез для считывания делений шкалы фиксируемой и подвижной линеек, а на фиксируемой линейке выполнен вырез и закреплена планка с вырезами, предназначенными для крепления.