Преобразователь ортогональной составляющей скорости потока Советский патент 1985 года по МПК G01P5/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для определения ортогональной составляющей вектора скорости ветра или скорости морских и речных течений. Известны преобразователи ортогональной составляющей скорости потока, содержащие несколько пропеллерных приемников, закрепленныхна своих осях,жестко ориентированных в пространстве,и измерители скорости вращения пропеллеров pj. К недостаткам данных преобразователей необходимо отнести то, что их угловая характеристика отличается от косинусоиды в сторону уменьшения значений до 20% от номинала. Это приводит к искажению значений сос тавляющих вектора потока и нёобходимости использовать устройства, корректирующие угловую характеристику ветроприемников. Наиболее близким.по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения ортогональ ной составляющей скорости потока, которое содержит пропеллерный приемник, размещенный на оси и связанньш с измерителем скорости его вращ ния. Этот измеритель генерирует электрические импульсы, частота следования которых пропорциональнаугловой скорости вращения приемника 2. Недостатком пропеллерного приемкика скорости потока, используемого для определения составляющей вектора VQ cos {| (где V(j - модуль скорос ти потока i су - угол меущу направлё нием потока и осью приемника), является отклонение реальной угловой характеристики приемника от идеальпой косинусоиды, величина которого доходит до 20%. Указ аийое отклонени имеет отрицательньй знак, и поэтому Показания приемников имеют вид о(-5()00-34, - погрешность измерения состав-пяюпщх вектора ветра, зависящая от угл Для исключения зтих погрешностей может быть использован метод коррек ции показаний преобразователей при обработке полученной информации, или два и более пропеллерных приемника cKopoci-H, установленных под разными углами одни к другому. В последнем случае в качестве выходного сигнала преобразователя по каждому направлению используете суммарный сигнал, полученный от указанных двух или трех приемников. Таким образом, недостатками устройства этого типа являются сложность электронной схемы для анализа поправки Q(f и суммирование импульсов от различных нетроприемников, болыше габариты устройства и искажающее влияние одних ветроприемников па работу других. Цель изобретения - повышение точности измерения ортогональной составляющей скорости потока. Указанная цель достигается тем, что преобразователь ортогональной составляющей скорости потока,содержащий пропеллерный приемник, размещенный на оси и связанный с измерителем скорости его вращения, снабжен по крайней мере одним дополнительным пропеллерньб4 приемником, установленным на общей оси с основным с возможностью перемещения вдоль оси на расстояние определяемое соотношением 2R . -J- $ sincf где R - длина лопасти пропеллерного приемника, С - угол между направлением патока и осью приемника. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя (принято число дополнительных ветроприемников, п 2). Основной приемник 1 укреплен на оси 2, свободно вращающейся под действием момента вращения, вызь1ваемого приемниками. Симметрично основному ветроприемнику на той же оси укреплены, например, два дополнительных ветроприемгшка 3 и 4, измеритель преобразователя содержит модулятор 5 и приемник 6, генерирующие импульсы, частота следования которых пропорциональна CKOpoctM вращения оси 2. Преобразователь работает следующим образом. Если поток газа или воды направлен вдоль оси (стрелка А), то работает, в основном, ветроприемник 3, а вётроприемники 1 и 4 находятся в аэродинамической тени и не воспринимают измеряемый поток. В этом

3

случае скорость вращения оси 2 определяется аэродинамическими харак теристиками ветроприемника 3..

При направлении потока под уг лом (t к направлению оси 2 (стрелка В) часть пропеллерных приемников 1 и ВЫ5СОДИТ из аэродинамической тени и воспринимает скоростной поток,, увеличивая скорость вращения оси 2 по сравнению с тем случаем, когда на ней находится только один приемник скорости. Таким образом, компенсируется погрешность Sc путем регулирования :расстояния между приемниками исходя

2R 1из соотношения -s- i В1пс,где R длина лопасти приемника.

440564

В случае направления потока перпендикулярно оси (стрелка С) ветро.приемники не вращаются.

Регулируя расстояния етщу ос5 НОВНЫ4И и дополнительными фопеллернъат приемниками или, также угол ятяки и длину лопастей приемников,можно получить реальнуюугловую хар актеристику преобразователя ортогональной составляющей скорости потока,совпадаю- . щей с идеальной косинусоидой.

Таким образом, использование в предлагаемом преобразователе нескольких приемников скорости, закреп5 Цпенньгх на одной общей оси с возмож|ностью регулирования,позволяет сущест;венно повысить точность преобразова|ния измерения величины (ортогональной :составляющей скорости потока).

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬ:НЬЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащий. пропеллерный приемник,раз;мещенный на оси и связанный с изме1рителем скорости его вращения, о т|личающий6я тем, что, с 1целью повышения точности, он снабжен по крайней мере одним допол нительным пропеллерным приемником, (установленным на общей оси с основ.ным с возможностью перемещения вдоль оси на расстояние В. определяемое соотношением 2R . -у i sinq., где R - длина лопасти пропеллерного приемника{ Cf - угол мезкду направлением потока и осью приемника.