Способ определения модуля и направления вектора скорости потока Советский патент 1990 года по МПК G01P5/12 

ющееся осесимметричной фигурой 2 полу- сферической или конической формы. По разные стороны от оси зонда на его

ментов потоком. При угле между осью OZ и вектором скорости 90 поток в плоскости XOY обтекает зонд по по51

верхности цилиндра радиуса г и создаются определенные условия теплоотдачи чувствительного элемента 4. При том же значения модуля скорости /v/,

НО других значениях угла Q теплоотдача с чувствительного элемента 4 увеличивается или уменьшается.

С целью устранения неоднозначност в определении угла наклона с одинаковым модулем скорости ( & 90° -fii) зонд и представляет собой сопряжение двух указанных фигур, при этом размеры полусферической или конической фигуры 2 должны отвечать условию: длин пути, по которому поток обтекает фигуру 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости , проходящей по линии действия вектора v, от линии, образующей фигуру 2, до точки размещения элемента 4 менее II г.

Схема измерения, реализующая предлагаемый способ, например, если чувствительные элементы - электросопротивления, может состоять из двух мостов, в плечи которых включены элементы 3 и 4, регистрируемый выходной сигнал .с мостов U и 1)4 зависит от теплоотдачи элементов 3 и 4,

Перед проведением измерений с целью учета теплоотдачи с чувствитель- Hbix элементов от динамического воздействия потока, его температуры и теплофизических свойств потока, размеров зонда производится градуировка в следующей последовательности. В канале, где размещается зонд, создается поток, движущийся с известной скорос- рью V в плоскости, перпендикулярной 9-, зонд неподвижен и находится в пот ложении, когда чувствительный элемент 3 направлен навстречу потоку. Определяется зависимость выходных сигналов с мостовых схем U f(v); U. f (v) при различных значениях скорости.

Определяется разность напряжений, которая соответствует разности теплоотдачи с элеме; тов - U

%W. - и 9-90°

Изменяют положение зонда относительно оси 0-2 на некоторый угол б 90 + Об и определяется разность

Э

и,ма) - 4(v).

Операция повторяется при других значениях угла 0 и определяется зависимостью относительной разности сигналов (фиг.2)

и

«S /v-,

0

УС

UQ-QQO /V-COnSt

При выполнении указанных операций скорость потока неизменна, они повторяются при других значениях скорости,

В результате градуировки опреде- ляется семейство градуировочных кривых

и f C9,v}

Определение вектора скорости исследуемого потока после проведения градуировки осуществляется следующим образом.

Зонд размещается в исследуемом потоке и при его вращении в положении, соответствующем максимальной теплоотдаче с чувствительного элемента 3, регистрируется выходной сигнал и , В данном положении регистрируется и сигнал U( , устройством отсчета - угол ср. Далее по найденной в процессе градуировки зависимости 5 Uji QiKjp f(v) находится модуль скорости v|. По известному значению находят и (v) , соответствующее углу 9 90 , и разность

Ui.,.,Jkv) - UiiCv),; вычисляется заомаКс

0 регистрированная при измерении в потоке разность сигналов U Ц}д,а(ц;() - ..U/}. и определяется значение U

. Используя полученную при

.

градуировке зависимость U f (9)(ysconsi

5

8

iv

опнаходят угол о , следовательно, ределяется значение вектора скорости v в сферических координатах

..cf.Q).

Формула изобретения Способ определения модуля и нап-- равления вектора скорости потока, заключающийся во вращении плохообте- каемого осесимметричного зонда с двумя расположенными на его поверхности термочувствительными элементами, пе- е гретыми относительно окружающей среды, синхронном измерении выходных сигналов с термочувствительных элементов и азимутального угла их поворота, определении модуля и направления вектора скорости в плоскости, ортогональ- ной оси вращения в момент достижения выходным сигналом па одном из чувствительных элементов своего экстремального значения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет определения направления век 1615623 8

--.,,,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вектора скорости с помощью вращающихся термочувствительных элементов. Целью изобретения является повышение точности за счет определения направления вектора скорости в плоскости, параллельной оси вращения. Зонд в виде кругового цилиндра 1, с термочувствительными элементами 3,4, вращается относительно оси Z с угловой скоростью. В момент достижения, например, термочувствительным элементом 3 максимальной теплоотдачи регистрируется угол поворота зонда 4 относительно его нулевого положения. В этом положении вектор скорости V лежит в плоскости *98NOZ и по величине теплоотдачи с чувствительного элемента 3 находится модуль скорости V. В данном положении зонда регистрируется и угол наклона θ по разности теплоотдачи с чувствительных элементов 3 и 4. Для устранения неоднозначности в определении угла наклона с одинаковым модулем скорости (θ*90°±α) зонд представляет собой сопряжение двух фигур:цилиндрической 1 и полусферической 2. Перед проведением измерений проводится градуировка зонда по скорости и направлению потока. 2 ил.

fpue.2