Устройство для измерения и регистрации скорости и направления ветра Советский патент 1960 года по МПК G01P5/07 G01P13/02 

Известны устройства для измерения и регистрации средней скорости потоков, содержащие ротор, который при помощи программного механизма на заданный промежуток времени автоматически подключается к узлу запоминания средней скорости, выполненному на основе спиральной пружины. Также известны устройства для измерения и регистрации средней и мгновенной скорости ветра и его направления при помощи воздушного винта, флюгарки, тахогенератора, узла автоматического осреднения скорости ветра и регистратора. Однако указанные устройства обладают тем существенным недостатком, что в схеме измерения и регистрации средней скорости ветра имеется система контактов, подверженных обгоранию и окислению под атмосферным воздействием, что делает эти устройства ненадежными в длительной эксплуатации.

В предлагаемом устройстве применены два управляемых часовым механизмом электромагнита, один из которых осуществляет автомагическое подключение подпружиненного валика к редуктору тахогенератора на заданное время замера средней скорости ветра, а другой служит для автоматического подключения, в конце времени замера, подпружиненного валика к ротору безконтактного потенциометра, электрически связанного с регистратором. Такое выполнение устройства Повышает надежность регистрации средней скорости ветра за заданный промежуток времени.

На чертеже показана кинематическая схема устройства для измерения и регистрации скорости и направления ветра.

Устройство состоит из четырехлопастного воздушного винта 1 постоянного щага, укрепленного на валу в передней части корпуса 2 каплевидной формы с вертикальным оперением - флюгером, служащим для ориентирования прибора по направлению воздущного потока. Ось

№ 134494 2 воздушного винта при помощи конической зубчатой передачи 5 соединена с осью ротора тахогенератора 4 переменного тока, являющегося преобразователем текущего значения мгновенной скорости ветра. Ось тахогенератора используется также в качестве звена, соединяющего воздушный винт с узлом средней скорости ветра.

Узел автоматического осреднения скорости состоит из редуктора , устройства для запоминания углового смещения и индукпионного потенциометра 6, являющегося преобразователем средней скорости ветра. Редуктор обеспечивает механическое преобразование числа оборотов воздушного винта за определенный интервал времени (10 мин) при скорости ветра 40 м/сек. в угловое перемещение оси ротора потенциометра 6, равное 80°.

Устройство для запоминания угла поворота ротора потенциометра 6j соответствующего данной средней скорости ветра, состоит из электромагнита 7, якорь которого пружинной муфтой 8 прижат к диску 9Через эту же муфту ось якоря связана с выходным звеном редуктора. На оси диска 9 укреплены две плоские спиральные пружины 10 и 11 и иоводок 12. Свободный конец пружины // опирается на штифт иоБодка 12.

Вторая часть устройства состоит из электромагнита 13, якорь которого пружиной 14 прижат к диску 15, закрепленному на оси потенииометра 6. С диском 15 связаны пружина J6 и поводок /7, на который также может опираться свободный конец пружины 11. Взаимодействие элементов устройства осуществляется следующим образом: в течение 10 мин текущего интервала времени осреднения скорости ветра пропорционально скорости вращения винта / поворачиваются на соответствующий угол диск 9 и поводок 12. При этом происходит закручивание пружин 10 и //. По истечении 10 мин кратковременным включением электромагнита 13 диск 15 освобождается и пружиной 11 ротор потенциометра поворачивается на угол, который до этого описал поводок 12. Вслед за выключением электромагнита 13 кратковременным включением электромагнита 7 диск 9 освобождается и силой пружины 10 поводок 12 и пружина 11 возвращаются в исходное положение- После выключения электромагнита 7 поводок 12 начинает новый цикл перемещения на следующие 10 мин- Ротор потенциометра 6 заторможенный диском 15, остается на месте. Этим положением ротора фиксируется напряжение потенциометра 6, соответствующее среднему значению скорости ветра за предыдущий интервал времени, равный 10 мин.

Узел направления ветра состоит из профильного кулачка 18, жестко связанного с направляющим цилиндром 19 корпуса прибора, на котором укреплено вертикальное оперение - флюгер. Таким образом характер перемещения ветра полиостью повторяется кулачком 18. По рабочей поверхности кулачка скользит толкатель 20, жестко связанный с профильной пластинкой 21, по которой, в свою очередь, скользит поводок 22, укрепленный на оси ротора потенциометра 23. Взаимодействием указанных элементов поворот приемника направления ветра на 180° преобразуется в 80° угловое перемещение ротора потенциометра 23. При перемещении флюгера в пределах 180-360° показания потенциометра повторяются, но нри этом включается «окраска, осуществляемая при помощи дополнительного кулачка 24, толкателя и переключателя 25.

Все данные от первичных датчиков поступают на блок регистрирующих приборов, идентичный самописцу Н 375 Краснодарского завода измерительных приборов (ЗИЛ) с часовым механизмом, где производится синхронная запись средней, мгновенной скорости и направления ветра.;