Устройство для измерения скорости потока Советский патент 1987 года по МПК G01P5/04 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения скорости потока и определения направления вектора скорости, и может быть использовано в различных отрас- лях народного хозяйства.

Цель изобретения - обеспечение возможности наряду с измерением скорости потока определять направление вектора скорости.

На фиг.1 представлен измерительный зонд устройства, общий вид; на фиг.2 - то же, продольное сечение вдоль оси А-А; на фиг.З - блок-схема устройства промежуточного преобразования .

Устройство включает в себя измерительный зонд и промежуточный измерительный преобразователь. Измери- тельный зонд (фиг.1) включает в себя сферический приемный элемент (обтекатель) 1,закрепленньй на стержне 2 корпуса 3, внутри которого расположена упругая мембрана 4 (фиг.2), связанная со стержнем 2. На дру1;ом конце стержня 2 закреплен постоянньй магнит 5, располагающийся против двух- канальной магнитной головки 6 с рабочими зазорами 7 и 7 имеющими выводы соответственно 8 и 8, подключенные к экранированному кабелю 9. В корпус 3 вставлена подвижная муфта 10 с центральным отверстием 11 и буртиком 12 плотно входящим в паз на конце корпу- са 3 и фиксирующимся накидной гайкой J3 с возможностью плавного вращения относительно корпуса 3 вокруг оси А-А без люфтов. На корпусе 3 закреплен дисковьй лимб 14 с нанесенными . на -нем делениями (угловыми мерами) . На муфте 10 закреплен указатель 15, например, в виде стрелки или нониуса закрепленньй на кольце 16 с помощью винта 17. Выходы 8 и 8 измерительно- го зонда подключены к входам двух усилителей 18 и 18 с регулируемым коэффициентом усиления, выходы которых подключены к блоку 19., выполняющему роль преобразователя положения приемного элемента в поле течения и включающему в себя блок 20 вычитания сигналов, выход которого подключен к индикатору 21 положения приемного элемента. Кроме того, выход, по край- ней мере, одного из усилителей (например, 18) подключен к блоку 22 преобразователя частотного сигнала.

5

O

5

О 50

0

С целью повышения помехозащищеннос-- ти в предлагаемом устройстве на вход блока 22 преобразования частотного сигнала подаются оба сигнала с выходов обоих усилителей 18 и 18, а сам блок 22 включает в себя собственно измеритель 24 частоты и дополнитель- ный блок 23 суммирования.

Устройство работает следующим образом.

При введении приемного элемента 1 в исследуемую зону движущегося потока (жидкости или газа) с его поверхности происходит периодический срыв вихрей, в результате чего позникающие пульсации давления приводят приемньй элемент 1 в колебательное движение в направлении вектора скорости. Эти колебания через стержень 2 передаются магниту 5, который, в свою очередь, колеблется около обоих зазоров 7 и 7 двухканальной магнитной головки 6, за счет чего с выводов 8 и 8 снимают периодические сигналы,частота которых определена скоростью потока. Эти сигналы поступают на вход усилителей 18 и 18, с выходов которых усиленные до необходимого уровня сигналы поступают на блок I9 индикатора положения приемного элемента 1 относите,т1ьно вектора скорости, а также на блок 22 измерения частоты. Блок 19 преобразования положения производит сравнение сигналов с вы- . дачей результата сравнения на индикатор 21 положения приемного элемента путем вычитания сигналов блоком 20 и регистрации уровня полученного . разностного сигнала индикатором 21. . Блок 22 преобразования частотного сигнала измеряет частоту выходного сигнала, непосредственно связанную с частотой колебания магнита,, а следовательно, со скоростью. На блок 22 подаются оба сигнала с выходов усилителей 18 и 18 и далее на блок 23 сз/ммирования сигналов и измеритель 24 частоты. Измерение частоты колебаний приемного элемента производится при таком положении приемного элемента относительно вектора скорости, когда сигналы на выходе усилителей идентичны по амплитуде и фазе. В этом случае суммирование позволяет удвоить амплитуду регистрируемого полезного сигнала.

Определению направления вектора скорости и измерению ее величины в

исследуемом потоке предшествует тарировка устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости потока, содержащее зоид с корпусом, сферическим приемным элементом, закрепленным на одном конце стержня, связанного с установленной в .корпусе мембраной и имеющего постоянный магнит на другом своем конце, промежуточный преобразователь, состоящий из магнитной головки, усилителя и измерителя частоты, отличающееся тем, что, с целью опреде

ления направления вектора скорости, зонд снабжен измерителем угла поворота корпуса вокруг своей оси, в промежуточном преобразователе магнитная головка вьтолнена двухканальной и в него дополнительно введены второй усилитель, блок суммирования, блок вычитания и индикатор положения приемного элемента, при этом выходы магнитной головки через первый и второй усилители объединены на входах блока вычитания, выход которого подключен к индикатору положения приемного элемента, а также на входах блока суммирования, подключенного к измерителю частоты.

Изобретение предназначено для измерения скорости потока и определения направления вектора скорости. При введении элемента 1 в исследуемую зону движущегося потока с его поверхности происходит периодический срыв вихрей. Возникшие пульсации давления приводят элемент 1 в колебательное движение в направлении вектора скорости. С вьшодов 8 и 8 снимают сигналы, частота которых определена скоростью потока. Эти сигналы поступают на входы усилителей 18 и 18, с выходов которых усиленные до необходимого уровня сигналы поступают на блок 19 индикатора положения элемента 1 относительно вектора скорости, а также на блок 22измерения частоты. На блок 22 измерения частоты подаются сигналы с усилителей 18 и 18 и далее на блок 23суммирования сигналов и измери- тель 24 частоты. Измерение частоты колебаний элемента 1 производится, когда сигналы на выходе усилителей 18 и 18 идентичны по амплитуде и фазе, что позволяет удвоить амплитуду регистрируемого полезного сигнала.. 3 ил. а 9 сл 19 I to CD 05 Х. 4 4 cfJus.3 1L,.

7415

/4

фие.г

2 1

Ц

Редактор Н.Киштулинец

Составитель Ю.Мручко Техред А. Кравчук

Заказ 772/47Тираж 777Шздписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор А.Обручар