Устройство для градуировки гидрофизических преобразователей Советский патент 1991 года по МПК G12B13/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в метрологии гидрофизических измерений для градуировки гидрофизических приборов.

Цель изобретения - расыирение функциональных возможностей устройства.

На Фиг. 1 изображена схема устройства j на фиг. 2 - схема варианта выполнения устройства; на фиг. -:3 и 4 - - схема центробежной форсунки; на фиг. 5 - пример расположения форсунок в одной из групп; на фиг. 6-9 графики, поясняющие работу устройства..

Устройство содержит опытный бассейн 1, заполненный водой, самодвижущуюся тележку 2, перемещающуюся по направляющим 3. К тележке 2 с помощью

державки 4 прикреплен градуируемый гидрофизический, преобразователь 5. Средство создания серий регулярных пульсаций гидрофизического параметра выполнено в виде групп 6, 7, 8 и 9 центробежных форсунок 10, ориентированных вертикально и расположенных хаотично в каждой группе. Форсунки 10 гидродинамически соединены через управляемые импульсные клапаны 11, 12, 13 и 14 с гидроаккумуляторами жидкости У15, 16,-17 и 18. На выходах гидроаккумуляторов 15... 18 установлены дросселирующие элементы (на чертеже не показаны).

Управляющие входы импульсных клапанов 11... 14 электрически соединены через регулируемые линии задержки 19, 20, 21 и 22 с блоком управлеО5СЛ

ОС

1C

N3

ния 23, выполненным в виде генератоа импульсов.

В устройство (фиг. 2) могут быть введены дополнительные гидроаккумуляторы 24, 25 с горячей водой и гидроаккумуляторы 26, 27, 28 с соленой водой. При этом гидроаккумуляторы 24... 28 соединены с гидроаккумуляторами 15... 18 через управляемые клапаны 29, 30, 31, 32, 33.

В каждой группе форсунок их выходные отверстия 34 выполнены различныи внутри каждой группы. Каждая из орсунок 10 содержит завихритель в виде винтовой нарезки. В нижней асти корпуса выполнено отверстие 35, являющееся входом завихрителя.

Устройство работает следующим образом.

Включают двигатель тележки 2, которая начинает перемещаться по направляющим 3 вдоль опытного бассейна 1, буксируя градуируемый преобразователь 5, являющийся, например, преобразователем пульсаций скоростного напора или скорости. В момент выхода тележки 2 на стационарный pf-жим движения с блока управления 23 на управляв ые импульсные клапаны 111. 14 через регулируемые линии задержки 15„.,18 поступают командные импульсы. Время задержки выбирается заранее перед экспериментом в зависимости от задаваемой величины скорости буксировки и начального импульса в аихре таким образом, чтобы при появлении градуируемого преобразователя перед форсунками 10 групп 6...9 гидроаккумуляторы 15...18 последовательно соединялись с форсунками 10 групп 6...9« При этом жидкость из i идроаккумуляторов входит во входные отверстия: 35 форсунок 10, завихряет- с в ззвихгителе 34 и в виде вихря жидкости выходит наружу в жидкость опытного бассейна.

Поскольку форсунок 10 в каждой группе много, то перед носовой частью преобразователя 5 появится серия монодисперсных вихрей в тот момент, когда последние обретут относите ьнуга пассивность в вертикальном направлении. Расстояние, на которое переместятся генерируемые форсунками 10 вихри, зависит от начального импульса, задаваемого гидроаккумулятором,и регулируется дросселирующими элементами (на чертеже не показанныи).

0

Преобразователь 5 после взаимодействия с монодисперсными вихрями откликается на них выходным сигналом, ре- , гистрируемым с помощью регистрирующей аппаратуры (на чертеже не показана). После этого описанный процесс повторяется с вихрями того же масштаба, но с большей скоростью закрутки, соQ здаваемыми Лорсунками следующей группы, а затем форсунками других групп. Степень закрутки вихрей, задающей по существу величину пульсационной скорости определенного масштаба, зави5 сит от давления на выход гидроаккумуляторов 15...18, которое регулируется дросселирующими элементами (на чертеже не показаны).

Таким образом, после окончания

Q буксировки преобразователя 5 регистратор (на чертеже не показан) запишет выходной сигнал з виде реакции преобразователя 5 на серии монодис- персных вихрей одного масштаба, но

5 различной интенсивности. По полученному выходному сигналу можно построить амплитудную характеристику преобразователя 5 и определить его предельную чувствительность.

С помощью второго варианта устройства (фиг. 2) возможно получение ам- ллитудно-частотной характеристики преобразователей солености и электропроводности и определение предельной чувствительности этого вида гидрофи- 35 зических преобразователей в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации преобразователей, а также все перечисленные характеристики можно получить для преобразователей

40 температуры.

Работа варианта устройства () основана на том, что описанными средствами ка пути градуируемого преобразователя электропроводности создают одновременно серии электропроводных монодисперсных вихрей различного масштаба, но с одинаковой скоростью закрутки (пульсацией скорости). Неоднородности по электропроводности

50 (и солености) получают с помощью соленой подогретой жидкости, которой в определенных пропорциях заполняют гидроаккумуляторы 15...18 из гидро- аккумуляторов 24...28 соленой и горя55 чей жидкостей. Пропорции жидостей выбирают такими, чтобы соленая подогретая жидкость в гидроаккумуляторах 15... 18 обладапа нейтральной плаву- - честью, но был бы при этом электро45

проводной. Возможность создания такой жидкости вытекает из физических свойств воды, отображенных на фиг. Ь-9 в виде графиков. Из фиг. 6 и 7 вытекает, что электропроводность жидкости растет как с ростом солености, так и с ростом температуры воды, в то время как плотность, от которой зависит плавучесть жидкости, при температуре выше 4°С падает с ростом температуры (фиг. 8), но растет с ростом солености (фиг. 9), т.е. сме- вшвая соленую и горячую воду, можно, с одной стороны, получить нейтральную плавучесть, а с другой, получить неоднородность по солености, электропроводности и температуре.

Амплитудно-частотную характеристику преобразователей пульсаций СКОРОСТИ определяют за одну буксировку путем последовательного пересечения им серий монодисперсных вихрей.

Пространственное разрешение преобразователя по скорости определяемся регистрацией того масштаба вихрей, который не вызывает появления заметного выходного сигнала преобразователя.

Аналогичным образом определяют амплитудно-частотные характеристики и пространственное разрешение преобразователей пульсаций солености, температуры, электропроводности, подбирая соответствующие соотношения соленой и горячей воды в гидроаккумуляторах 15... 18.

Определение амплитудных характеристик преобразователей солености, температуры, электропроводности, а также их предельных чувствительностей проводится на устройстве с вихрями одного масштаба в каждой серии, но с различной соленостью (температурой, электропроводностью). Параметры воспроизводимых гидрофизических пульсаций предварительно определяют соответствующим образцовым срепством измерения.

Таким образом, устройство позволяет расширить функциональные возможности известного устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для градуировки гидрофизических преобразователей, содержащее опытный бассейн, тележку яля закрепления градуируемого преобразователя, средство создания серий рргу, лярных пульсаций гидрофизического параметра среды и блок управления, о т- личающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, средство создания серий регулярных пульсаций гидрофизического параметра среды выполнено в виде центробежных форсунок, ориентированных вертикально и расположенных группами на дне опытного бассейна хаотично

5 внутри каждой группы, и гидроаккумуляторов, соединенных с центробежными форсунками через управляемые импульсные клапаны, подключенные к блоку управления.

2.Устройство по п. 1, о т л и- ч а ю in e e с я тем, что оно снабжено регулируемыми линиями задержки, включенными между блоком управления

и управляемыми импульсными клапанами.

3.Устройство по п. 1, о т л и- 5 ч а ю щ e e с я тем, что оно снабжено дополнительными гидроаккумуляторами с соленой и подогретой водой, каждый из которых соединен с основными гидроаккумуляторами через регу-

0 лирующие клапаны.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что диаметры выходных отверстий центробежных форсунок в каждой группе отличаются

5 от диаметров выходных отверстий в других группах.

0

CM

cs ГО

1Г|

о

«

CSJ

X

О

лТ .

г ФмЗ - 44

Фш.5

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в метрологии гидрофизических измерений для градуировки гидрофизических приборов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит опытный бассейн 1, тележку 2 для закрепления градуируемого преобразователя 5 и средство создания серим регулярных пульсаций гидрофизического параметра среды, выполненное в виде групп 6...9 центробежных форсунок и гидроаккумуляторов 15... 18, соединенных с форсунками через управляемые импульсные клапаны 11 ... 14, подключенные к блоку управления 23. При перемещении градуируемого преобразователя тележкой он пересекает неоднородности гидрофизической среды, создаваемые группами форсунок, что позволяет получить требуемые характеристики преобразователя. 3 з.п.Ф-лы, 9 ил. (Л

L 70f,

П Ю 8 6

I 2

0.2 as w

Фиг.6i Л««М

1000

7& fai$-Q 1 °Ab/A

/Л

п ш

Ю 20 Т°С

3 0i/e. 7

10 Ю

Фиг. 8

Акг/м Ю-3

1200 If50 1.100

1050

1Ш

Ю 20 30 40 $,/, Фиг. 9