Анемометр А.Н.Мальцева Советский патент 1985 года по МПК G01P5/02 G01W1/00 

1 Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано для измерения параметров воздушных потоков преимущественно скорости ветра. . Известен анемометр, содержащий датчик, измерительное, индикаторное и исполнительное устройство, в котором к индикаторному устройству подключен триггер с элементом термокомпенсации 1 3. Однако приборы такого типа сложн в конструктивном исполнении, имеют низкую эксплуатационную надежность, вызывают необходимость применения электропитания и привлечения обслуживающего персонала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является анемометр, -содержащий многолопастный ветроприемник, жестко закрепленный на поворотной оси, установленной в скользящих опорах корпуса, и размещенную в корпусе тарированную спиральную пружину, один конец которой жестко закреплен на корпусе, а другой вза имодействует с осьюветроприемника, а также контактную систему, подвижн часть которой закреплена в нижней части оси ветроприемника, и систему сигнализации. С осью ветроприемника взаимосвязан также сельсин-датчик, электрически связанный с сельсин-пр емником, на оси которого закреплен экранирующий диск улиткообразной ф.ррмы, входящий в паз между сердечниками трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с интегр тором напряжения 2). Однако в известном анемометре отсутствует линейная зависимость между углом поворота оси ветроприем ника и скоростью ветра. Причем тарированная спиральная пружина рассч тывается на определенный крутящий момент, создаваемый силой ветра на оси ветроприемника, в связи с чем анемометр может настраиваться на узкий диапазон измерения скорости ветра, например, в пределах 10-20 м/ Для измерения разных значений скорости ветра, например штормовых (более 20 м/с), необходимо использовать несколько датчиков силы ветра, что усложняет конструкцию прибо ра, удорожает его и ухудшает услови обслуживания. Кроме .того , отсутству 39I возможность фиксирования максимальных значений скорости ветра. Устройство также имеет сложную электрическую схему. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Для достижения поставленной цели анемометр, содержащий многолопастный ветроприемник, закрепленный на оси, установленной в опорах скольжения корпуса, и размещенную в нем тарированную спиральную пружину, один конец которой закреплен на корпусе, а другой на оси ветроприемника, снабжен компенсатором крутящего момента спирдльной пружины, выполненным в виде диска с переменным радиусом направляющей его образующей, закрепленного на оси ветроприемника, шкивом, размещенным на одной оси со спиральной пружиной, и гибкой тягой, один конец которой закреплен на диске в точке наименьшего радиуса ее направляющей, а другой на шкиве. На фиг. 1 показан предлагаемый анемометр, общий вид; на фиг. 2 структурная схема устройства. Анемометр содержит многолопастный ветроприемник 1, жестко закрепленный на поворотной оси 2, установленной в скользящих опорах стойки 3 корпуса. На плате 4 на отдельной оси 5 размещена тарированная спиральная пружина 6, наружный конец которой жестко закреплен на плате 4, а внутренний на оси 5. На нижнем конце оси 5 жестко закреплен шкив 7, несущий гибкую тягу, например цепочку 8. На оси 2 ветроприемника 1 жестко закреплен компенсатор крутящего момента спиральной пружины 6, выполненный в виде диска 9 с переменным радиусом направляющей его образующей- Один конец гибкой тяги 8 закреплен на улитке 9 в точке наименьшего радиуса г ее направляющей а второй конец тяги 8 закреплен на шкиве 7. На конце оси 2 ветроприемника 1 закреплена круговая шкала 10 с равномерно нанесенными делениями и цифровыми значениями скорости ветра, а на плате 4 установлена указательная стрелка 11. В месте размещения шкалы 10 .и стрелки 11 в корпусе 12 выполнено окно для считывания показаний (не показано). В средней части оси 2 и платы 4 расположен ограничитель 13 угла поворо-, та 2 ветроприемника 1 от минимума до максимума, например от О до 350°, Для дистанционного измерения и регистрации скорости ветра нижний конец оси 2 ветроприемника 1 может быть соединен с осью 14 потенциометра 15, например, типа ПТП 11. В верхней части -оси 2 ветроприемника 1 жестко установлено храпово колесо 16, зубцы которого взаимодействуют с собачкой 17, шарнирно укрепленной на фланце 18. В нижней части платы 19 корпуса 12 встроена стойка 20 для закрепления анемометр в месте его установки, например, на мачте типа М-82. Работа сигнального анемометра осуществляется следующим образом. Аэродинамический момент, создаваемый воздуганьм потоком на ветреприемнике 1, передается посредством улитки 9 через гибкий элемент 8, шкив 7 и ось 5 тарированной спираль кой пружине 6, которая в зависимос от силы ветра закручивается на определенный угол, определяющий ее крутящий момент. Увеличение крутящего момента пружины 6 компенсируе увеочичением радиуса направляющей УЛИ7КИ 9 от г до R прямо ПРОПОРЦИонально силе ветра, благодаря чему момент на оси 2 ветроприемника 1 остается постоянным, чем и обеспечивается равномерный поворот круго вой шкалы 10 с равномерно нанесенн делениями и цифровыми значениями с рости ветра. Через смотровое окно корпусе 12 по положению круговой шкалы 10 относр тельно стрелки 11 считываются показания мгновенной (текущей) и максимальной скоростей ветра. Для фиксации максимального знач ния скорости ветра собачка 17 вводится во взаимодействие с храповым колесом 16 на оси 2 ветроприемника при этом положение круговой шкалы фиксируется блокировкой храпового колеса 16 с помощью собачки 17. Для дистанционной передачи показаний скорости ветра в приборе может использоваться потенциометрический метод измерения. В качестве указывающего прибора для измерения скорости ветра в этом случае применяется микроамперметр, а для регистрации - электронный потенциометр, например , типа КСП2. Силовые характеристики пружины 6 и построение образующей улитки 9 пбдбираются расчетно-эксперименталь ным путем в зависимости от назначе- i ния анемометра, т.е. максимальных значений измеряемых метеорологических параметров ветра. Например, для анемометра с диапазоном измерений скорости ветра в пределах до 30 м/с силовая характеристика тарированной спиральной пружины имеет числовые значения, приведенные в табл. 1. Изменение радиуса направляющей улитки от минимального г до максимального R С началом отсчета от горизонтальной оси по изменению угла поворота образующей имеет числовые значения, приведенные в табл. 2. Аналогично могут быть определены числовые значения элементов анемометг 1 для любых диапазонов измерений метеорологических параметров ветра. Наличие в конструкции анемометра компенсатора крутящего момента спиральной пружины обеспечивает возможность получения линейной зависимости между углом поворота ветроприемника и скоростью ветра, что делает прибор унив.ереальным, расширяет диапазон его использования, при этом исключается необходимость изготовления большого количества анемометров разных типоразмеров для измерения различных значений параметров ветра в узких диапазонах измерений. Таблица 1

Анемометр, содержащий многолопастный ветроприемник, закрепленный на оси, установленной в опорах скольжеаия в корпусе, и размещенную в нем тарированную спиральную пр ткину, один конец которой закреплен на корпусе, а другой на оси ветроприемника, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен компенсатором крутящего момента спиральной пружины, выполненным в виде диска с переменным радиусом направляющей его образующей, закрепленного на оси ветроприемника, шкивом, размещенным на одной оси со спиральной пружиной, и - гибкой тягой, одич конец которой закреплен на дис :е в точке наименьшего радиуса ее направляющей, а другой на шкиве. сл

Усилие нагруженйя спиральной пружины, г

80

260

160

325 Изменение радиусаобразующей , от 46,38 91 112 213451,4 615 мм 616-417 317 216 816751,7720,5