Устройство для определения параметров турбулентности Советский патент 1984 года по МПК G06G7/57 

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике, а также к измерительной технике и может быть использовано для определения масштаба диссипации , характеризующего пространственную структуру турбулентности, Известно устройство для вычислени параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выходы которого подключены к входам первого и второго фильтров, выход первого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым вхо дом регулируемого усилителя, выход которого через квадратор и интегра тор подключен к первому входу блока сравнения, выход которого через бло рассогласования подключен к второму входу регулируемого усилителя, выход которого через третий фильтр, второ блок сравнения и блок оассогласования подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра, а вы ход через переключатель соединен с вторым входом сумматора Г . Недостатками устройства являются плохие динамические качества, связан ные с колебательным переходным процессом, и сложность, препятствующие расширению области применения. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для определение параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров,регулируемый уси литель, выход которого соединен с входом первого квадратора, усилитель интегратор, переключатель, источник опорного напряжения и блок сравнения второй квадратор и функциональный преобразователь, причем выход второго фильтра через второй квадратор соединен с размыкающим контактом переключателя, замыкающий контакт кото рого подключен к выходу источника опорного напряжения, подвижный контакт переключателя соединен с первым входом блока сравнения, выход которо го через последовательно соединенные интегратор и усилитель подключен к входу функционального преобразователя и к первому входу регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого фильтраг вхо функционального преобразователя является входом устройства 2. Однако устройство не позволяет определить такой параметр, как масштаб диссипации, характеризующий пространственную структуру турбулент ности . Цель изобретения - расширение области применения за счет определения масштаба диссипации. Указанная цель достигается тем, что Б устройство для определения параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с входами блока сравнения, выход которого подключен к входу интегратора, первый умножитель, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра, выход первого умножителя подключен к входу квадратора, введены фильтр верхних частот и второй умножитель, причем выход второго фильтра соединен с входом фильтра верхних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, выход интегратора является выходом устройства и подключен к второму входу второго умножителя, выход первого фильтра соединен с вторым входом первого умножителя. На чертеже представлена блок-схема устройства для определения параметров турбулентности. Блок-схема включает датчик 1 полной скорости, первый фильтр 2, первый умножитель 3, первый квадратор 4, блок 5 сравнения, второй фильтр 6, фильтр 7 верхних частот, второй умножитель 8, второй квадратор 9, интегратор 10. Устройство работает следующим образом. Скорость потока М преобразуется датчиком 1 в электрическое напряжение и, . Фильтры 2 и 6 выделяют по-стоянную 2 и переменную U, составляющие напряжения Ui соответственно. Напряжение 11. преобразуется фильтром 7, представляющим собой активный фильтр, собранный на операционном усилителе. Он используется в том частотном диапазоне, где выполняет дифференцирование входного напряжения: и-к . де К, и - коэффициент передачи и выходное напряжение а-го блока соответственно, и подается на первый вход умножителя 8, Контур отрицательной обратной свяи замыкается напряжением, поступаюим с выхода интегратора 10 на втоой вход первого умножителя, Таким образом, на первый вход блоа 5 сравнения поступает напряжение и . (. . ь ,, 2 -К)7 Kg j UIQJ . К второму входу блока 5 сравнения приложено напряжение

310952024

О,..,(.,, ..f;;:.t..,(.,sTu;f.o,

в описанном контуре напряжение на вы-°

ходе интегратора 10 изменяется во черта означает сглаживание. времени до тех пор, пока на его вхо- г равенства (4) следует, что среднее напряжение установится, пряжение пропорционально значераэным нулю. Это войство замкнутых масштаба диссипации систем с отрицательной обратнойГк э

связью.,

Следовательно, среднее значение ° . Введение новых и связей напряжения на выходе блока сравнения между ними позволило расширить об Ь будет равно нулю:, . асть применения ydTpoflCTa;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТУРБУЛЕНТНОСТИ, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с входами блока сравнения, выход которого подключен к входу интегра ора, первый умножитель, первый вход которого соединен с вы- , ходом второго фильтра, выход первого умножителя подключен к входу первого квадратора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет определения масштаба диссипации, в него введены фильтр верхних частот и второй умножитель, причем выход второго фильтра соединен с входом фильтра верхних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, выход интегратора яв- с ляется выходом устройства и подключен к второму входу второго умножите(Л ля, выход первого фильтра соединен и вторым входом первого умножителя.. ;. с х 1СЛ NP о. Ю