Устройство для определения разрешающей способности измерительных преобразователей Советский патент 1992 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения различных метрологических характеристик, в частности разрешающей способности преобразователей пульсаций скорости, температуры, электропроводности.

Известны устройства того же назначения, содержащие формирователь ламинарного потока в виде конфузора, формирователь нитевидной температурной неоднородности в виде импульсного инф- . ракрасного лазера или нагреваемой нити, средство визуализации нитевидной температурной неоднородности в виде теневого

прибора и державку испытуемого преобразователя, установленного в поле визуализации теневого прибора.

Недостатком таких устройств является низкая точность и узкие функциональные возможности устройства.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения разрешающей способности измерительных преобразователей, содержащее формирователь ламинарного потока в виде конфузора, формирователь нитевидной температурной

XJ 00

ы оэ

XI

ел

неоднородности в виде импульсного инфракрасного лазера или нагреваемой нити, средство визуализации нитевидной температурной неоднородности в виде теневого прибора и державку испытуемого преобра- зователя, установленного в поле визуализации теневого прибора, дополнительно содержит последовательно установленные перед конфузором гидродинамически согласованные вентиль, входной участок, рас- секатель, расположенный в начале входного участка, цилиндрический перфоратор, выполненный с возможностью регу- лирования проходного сечения отверстий, выпрямитель и стабилизирующий участок, а державка измерительного преобразователя выполнена е возможностью перемещения вдоль и поперек оси конфузора.

При этом перфоратор выполнен в виде неподвижного перфорированного цилинд- ра и соосной с ним подвижной цилиндрической заслонки с отверстиями, а входной участок - в виде коллектора-улитки, соосно- го с перфоратором.

/На Фиг.1 представлена схема устрой- стваГна фиг.2 - сечение коллектора-улитки; на фиг.3,4 - пространственные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит формирователь неустановившегося ламинарного потока, выполненный в виде гидродинамически согласованных напорного трубопровода 1, регулирующего вентиля 2, входного участка, представляющего собой коллектор-улитку 3 (фиг. 1,2) с установленным на его входе рас- секателя 4 потока.

Имеется также цилиндрический перфоратор в виде неподвижного перфорированного цилиндра 5 с отверстиями 6 и соосной с ним цилиндрической заслонки 7 с отверстиями 8, выполненной с возмож- ностью углового смещения относительно перфорированного цилиндра5,например, с помощью ручки 9. За перфоратором последовательно установлены сотовый выпрями- тель 10, стабилизирующий участок 11 и конфузор 12. Срез конфузора 12 размещен в опытном бассейне 13 или в рабочем участке другой гидродинамической установки. Ортогонально оси конфузора 12 установлен теневой прибор (на чертеже не показан).

Имеется также формирователь нитевидной температурной неоднородности, выполненный, например, в виде импульсного инфракрасного лазера 15, поворотной призмы 16и фокусирующей линзы 17. Испытуемый преобразователь 18 располагается в поле визуализации теневого прибора на державке 19, имеющей возможность перемещения по направляющей 20 поперек потока. В свою очередь, направляющая 20 выполнена с возможностью перемещения вдоль потока.

Устройство работает следующим образом.

Открывают на определенную величину вентиль 3 и с помощью ручки 9 путем ее углового смещения относительно отверстий 6 неподвижного цилиндра 5 открывают отверстия в цилиндрическом перфораторе. При этом в улитку через рассекатель 4 поступает поток жидкости. Рассекатель 4 по- вышает равномерность заполнения жидкостью коллектора-улитки 3. Жидкость через отверстия цилиндрического перфоратора поступает в сотовый выпрямитель 10. Проходя с определенной скоростью отверстия перфоратора, жидкость создает внутри его неравномерное по сечению полю скоростей и давлений. В стабилизирующем участ ке 11 неоднородность поля скоростей выравнивается за счет диссипации мелкомасштабной завихренности. В конфузоре 12 происходит увеличение средней скорости и уменьшение относительной неоднородности поля скоростей. Таким образом, на выходе конфузора 12 в опытовом бассейне 13 создается ламинарный потоке неравномерным профилем скорости. Причем характер неравномерности поля скоростей зависит от размеров отверстий в цилиндрическом перфораторе и давления потока на входе. Манипулируя положением ручек 9 перфоратора и вентиля 2 добиваются получения гармонической формы профиля скоростей со средней скоростью v0, амплитудой пульсаций v, пространственным периодом X (фиг.З). В процессе настройки форма профиля скорости контролируется с помощью температурой неоднородности, создаваемой лазером 15, и теневого прибора. Будучи вначале прямолинейной (позиция 21, фиг.4), температурная неоднородность затем принимает форму синусоиды 22 с непрерывно возрастающей амплитудой по мере ее движения с потоком (позиция 23).

Затем перемещают испытуемый преобразователь (например, пульсаций скорости) поперек направления потока по направляю- 20 и регистрируют показания на выходе преобразователя. Если пространственная неоднородность по скорости заданного масштаба X разрешается на выходе прибора, то эксперимент повторяют с неоднородностью меньшего масштаба, создаваемой в потоке описанным выше способом. Скорость поперечного перемещения преобразователя 18 должна быть значительно ниже средней скорости потока.

Эксперименты проводятся до момента, когда сигнал на выходе преобразователя бу- #ёт отсутствовать. Это указывает на то, что неоднородность данного масштаба не разрешается испытуемым преобразователем. .,,. При Испытаниях преобразователей температуры и электропроводности в потоке создают температурную неоднородность it. (Фиг.4). и в момент, когда последняя при Ыоем движении достигнет преобразователя (позиция 23), преобразователь перемещают поперек потока. При этом на выходе преобразователя появляется сигнал, нёеу- йдий информацию о разрешающей способ- ости по пульсациям температуры и/iи Электропроводности.:

Формула изобретения о 1. Устройство для определенияразрешающей способности измерительных Преобразователей, содержащее форми- рЪватель ламинарного потока в виде кон- Фузора, формирователь нитевидной |фмпературной неоднородности в виде им- Йульс.ного инфракрасного лазера или нагрв пйемой нити, средство визуализации V - : -. 16 П

0

5

0 5 Г

нитевидной температурной неоднородности в виде теневого прибора и державку испытуембго пр образов.ателя, установленного в полеi визуализации теневого прибора, о т л и ч a ip щ е е 6 Д тёмг Что, b целью йбвцшё ЙЙя трчйрсти и рЙсщирё 1ия функцм- рналЬных возм6 кноепгей, устройство допол- нйтельнр содержит по л:едовательно установленные перед крнфу бром гидродинамически согласо1аанные вентиль, входной участок, рассекатель, распЬлрженйый в начале входнЬго участка, цйлинДрТичес ии перфоратор, выг олненнУй с ,мржностью регулирования ЛроходногЬ сеченйя отверстий, выпрямитель- и Стабилизирующий участок, при этом держа вкё измерительного преобразователя выполнена с возможностью перемещения вдоль и поперёк оси конфуЗОра. : - .:... ..-; - .};, V-fV- Ж;::;.:,:- .--Л : :., -. /V ( 2. Устройство по П.1-, о тли ч а ю щ е е- с я тем, что перфоратор выполнен в виде неподвижного пёрформррваннрго цилиндра и соосной с ним пр.движной Цилиндриче- скбй заслонки с Отверстиями, а входной участок выполнен в виде коллектора-улитки, соосного с перфоратором.

- :;:: : & ч.л; Л - . -Й-

а.

Использование: техническая физика, определение различных метрологических характеристик, в частности разрешающей способности преобразователей пульсаций скорости, температуры, электропроводности. Сущность изобретения: устройство содержит формирователь ламинарного потока в виде конфузора, формирователь нитевидной температурной неоднородности в виде импульсного инфракрасного лазера или нагреваемой нити, средство визуализации нитевидной температурной неоднородности в виде теневого прибора и державку испытуемого преобразователя, размещаемого в поле визуализации теневого прибора, последовательно установленные перед конфу- зором гидродинамически согласованные вентиль, входной участок, рассекатель расположенный в начале входного участка, цилиндрический перфоратор, выполненный с возможностью регулирования проходного сечения отверстий, выпрямитель и стабилизирующий участок. Державка измерительного преобразователя может перемещаться вдоль и поперек оси конфузора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. t/

Фиг.1