Устройство для измерения скорости падения частиц Советский патент 1993 года по МПК G01P3/68 

/f

Фи1.1

В

2. Устройство по пс 1, о т л и - чающееся- тем, что длина щелей в апертурной ;диафрагме и в диафрагме ггуиемпой системы ограничена двумя параллельными вертикальными плоскостями.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения скорости падения осадков в метеорологии.

Цель изобретения - увеличение информативных возможностей за счет измерения направления падения частиц

На фиг, I представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - щели, выполненные в апер- турной диафрагме; на фиг. 3 - тЬ же, концы щелей расположены на расходящихся вниз линиях, проведенных через концы верхней щели под углом меньшим или равным 0 .

Устройство содержит оптически согласованные передающую оптическую систему, вьтолненную в виде источника излучения 1 с коллимирукицсй системой 2 и апертурной , диафрагмой 3. Имеется также приемная система, выполненная в виде диафрагмы 4 приемной согласующей оптики 5 J че- тьфех фотоприемников 6, подключенйых выходами к блоку обработки и регистрации 7,

Апертурная диафрагма 3 и диафрагма 4 приемной системы выполнены в виде двух параллельных щелей 8 И 9 (фиг. 2) и двух Пересекакнцихся под углами оС и щелей 10 и 11,

Причем О oi г: yj 90, а щели 9, 10, 11 пересекаются в одной точке О

Длина щелей может быть ограничена двумя вертикальньп4И прямыми 12, 13 или двумя расходящимися вниз иря 14, 15, пересекакяцимися под углом, меньшим ,

На фнг, 2 и 3 показана также траектория движения частицы 16,

Устройство работает следующим образом.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что длина щелей в аппертурной диафрагме и в диафрагме приемной системы ограничена двумя расходящимися вниз плоскостями пересекающимися под угломj меньшим /J ,

Частица при движении пересекает последовательно световые пучки вышедшие через щели 8,. „11 соответственно в апертурной диафрагме. Во время нахождения ее в пучке сигнал с фотоприемника уменьшается за счет зате1 ения частицей части пучка. Устройство обработки и регистрации 7 измеряет время проз,ождения каждой частицей расстояния между первым и вторым пучком (i), между вторым и третьим пучком (ig)j а также между третьим и четнертыг пучком (i«). При этом угол наклона (у) траектори движения частицы к вертикали, определенный устройством, равен

Grct

;

где В -t /i,, N tg /tgtx;

Вертикальная V, и горизонтальная V составляющие скорости падения частицы определяются следующим образом

,/i, v,e;/t,6m:

где

( - расстояние между горизонтальными щелями, - угол между направлением движения частицы и вертикалью.

Геометрические размеры щелей и их взаимное расположение выбирается из следующих условий. Высота ка:здой щели (Ь) должна быть больше ил:и порядка минимального размера измеряемых частиц () расстояние между апертурной и приемной диафрагмами (г), излучение и длина щели (S) выбирается из услойия,, что S сечении э

X Pj будет находиться одна частица .(т.е. Cj и В2 должны быть меньше расстояния между частицами). Кроме того, высота и длина каждой из щелей выбираются из дополнительного условия, чтобы регистрирующая система зафиксировала ослабление излучения частицей при ее Пролете через световой поток проходящий через одну щель. Минимальное расстояние между парой частиц должно быть меньше максимального размера части, например для хлопьев снега i 5 см, а для частиц дождя см. Причем оба конца каждой из дополнительной щелей находятся на вертикальных пря- .мых, проведенных через концы гори223733

зонтяльньсх щелей. Кроме того, щели в апертурной диафрагме могут бьп-ъ выполнены различной длины как показано на фиг, 3, т.е. концы щелей 5 расположены на расходящихся вниз прямых, проведенных через концы верхней щели под углом равным или меньшим угла .6 - угол наиболее наклонной щели. Аналогично устанавливаются и 10 диафрагмы, выполненные в виде щелей в приемной оптической системе, Выполнение щелей таким образом позволяет измерять углы наклона и ско- рость движения частиц, через любую 15 точку.верхней поверхиости исследуе мого объема при углах движения час- .тиц меньших или равных.

1

11

13

ui.Z

Фаг.З

Составитель Ю.Власов Редактор И.Тийонина Техред А.Алиев Корректор М.Шароши

1096

ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам иэобретекий и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ram Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4