Электрохимический способ измерения параметров гидродинамического пограничного слоя Советский патент 1976 года по МПК H01G9/22 

Цель изофегения - повьииение то шост|{ |и стабильности намерения параметров гвдро (динамическогю пограничного слоя,. Это досугК Дается reMj что irpe образу ют с помощьго ровных электродов флуятуадаи град -енуа рсонценграции Ионов электроактивного веще- ,ства в двух последоЕате.тьных точках турбуч рентного потока в соответствующие . 4ши электрических токов электродов кзме™ ряют взаимную коррел5щионную функцию фпу5« |туадий токов электродов и по аеличине врв« енной задержки максимума взаимной корре ляциошюй футшии определяют величй |у иЗ ;меряемого параметрЗв В iioTOKj выше осно&« ньрс электродов, вводят т-лщпъсы комиентра, Ции второй формы ионов. Кроме Toroj для увеличения чувсгвит-ель ности основных электродов в тур&улентном потоке с малой ко1ЩенграЦ11ей электроакткв ной формы в пот-ок, выше основнььчг: эпэктрО дов, вводят непрерывно во времени дснолн - тельную концетрацию электроактнвгЕого ве щества,, На фиг, 1 изображена структурная cxebiaj поясняющая Предложо.иный способ измерения параметров турбулентного погра1 нчно;го слоя; на фиг. 2 - структурггая схема, поясняющая способ иамерення с инжектпруюш.им генери рующг{м электродом Электрохимический способ изк-ерений оклю чает два плаг 1новь к ОСИОВНЬЕХ элс./.гп;о;ш 1. и 2, вспомогательный гшотиновьгй кпч jtKKS-™ левый электрод 3 установленные в плоскоо« ти стенки 4, ш которой сформирогзан иссле « дуемый гидродин.амический погра нчный слой, источник 5 нанряжения пиганяя О(:;1ювных электродов, усилители 6 и 7, корреляционное экстремальное устройство 8-, содержащее блок регулируемого запаздывания;, блок уЛЗиа , низкочастотный фн.гшгр и экстремаль ный регулятор, пижекг фуюш.пз1 или кикеле ;вый электрод 9 и источник 10 НМГА ЛЬСНОГО |ИЛ11 постоянного электр гческого гока С помощью раснололсенных по потоку (см фиг, 1) основных элоктродов 1 и 2 npeiJf ставляющих торць; платиновь : щэоволок ди- аметром О,,3 мм, воспринимают фяук туацип гр чдиента ко1ЩентраХ1ии усиливают ВЫХОД1Ш10 токи электродов 1 и 2 усилителями в н 7. С выхода усилителей сигна.г1ы по дают на входы устройства 8, которое sbPiHo дает взаимную корреляционную фунюдию снГналов I oнJJoдeляeт положение ее ыаксииу- щ н по судят об измеряемом параметре .шн{)имир о 3 шчении нормального грлдиен га танго1Щальной скоростгг потока, С noMOiUbio инжоктпрук-щего гуштниового пли мяколопохю электрода 9 (смв фт. 2) с n.- OiiwAhJi- rtoBopxiioCTii, прсвышаюшой но мв« .нее см раз поверхность основного электро дзв вводят в турбулентный или ламинарнь рограничный слой концентрационные сигналь liyreM пропускания электрического тока от источника 10 в цепи инжектирующего 9 и рсломогательного 3 электродов,. Введенные концентрационные сигналы сносятся вниз иото компоследовательнона электроды 1 и 2 и воспринимаются ими для дальнейших корреляцио Н.ЫХ вычислений в устройстве 8, По положц knro максимума взаимной корреляционной ||зункции входных сигналов, зависящего от Ьременй прохождения концентрационных сигч kanoB между электродами 1 и 2, оценивают ;г Эмеряемый параметре ; В средах с малой концентрацией электротставкого вещества чувствительностьвосприятия сигналов электродами 1 и 2 уменьшаегсяо Концентрацию электроактивной формы :мошю увеличить, генерируя ее с помощью электрода 9s пропуская через него к через векомогательный электрод 3 постоянный электрический ток от источника 10. В Tyj булентном поле потока в соответствии с :флуктуациями скорости образуются локаль ньш неоднородности в 1- нерирова)шой электро ;активной форме, которьге, по мере сноса по потоку, воспринимаются последовательно оойовными электродами 1 и 2, а их выходные сигналы усиления подаются на корреляционное экстремальное устройство 8, I Турбулентное движение характеризуются как движение отдельных, объемов жидкости р-аэличной формы и размеров, которые, nepelмещаясь с потоком в течение некоторого }времени (зависящего от скорости и условий течения), сохраняют свою структуру,Указел - .ные неоднородности потока являются естест Б9ННЫМ эквивалентом искусствешю создава- емьк ко1щентрациош1ых сш налов с помощью инжектирующего электрода и заменяют их, В турбулентных средс х можно обходиться без инжектирующего электрода, что упро 1щает измерительную часть. Основные элек-: троды располагают друг от друга на расстоянии, иа котором структура неоднородностей не успевает значительно исказиться, При этом сигнал, снятый с выхода цервого элек;грода, с определенной идентичностью повто ряется на выходе второго электрода, рас- положенного ниже по потоку, с некоторым временньгм эапаадьгванием. Это временное запаздывание снпшлов соответствует вроiAfeiiH прохождения неоднородностями потока f ;р;дсстояния между элек1родами и положению максимума взаимной корреляционной функ«- jjtiiH на временной оси. Положение максиму ;м& корреляционной ф нюдии позволяет су- дигь о значении измеряемых параметров, например средней пристенной скорости по,тока и нормальном градиенте тангенмиаш ;ной скорости, Использование корреляииониого устройсп .ва t2 позволяет оперировать случайными сигналами, каковыми являются фпуктуаини /градиента концентрации на электроде в тур булентном потоке, а также искаженные по:током импульсные или непрерьюные коние :трационные сигналы инжектирующего элект|рода,, Определение пологкения максимума взаимной коррел5Шионной функции, характеризующего измеряемый параметр, осуществляется в существующих корреляционных экстремальных устройствах с высокой точностью, поскольку эти устройства с точки зрения техники измерения являются измерителями компенсационного типа. Методическая погрешность измерения подобных устройств сост вляет доли процента, что в конечном счете обуславливает точное измерение параметров пограничного слоя. Другим фактором, способствуюшим точности измерения, является резко выраженный максимум взаимной корреляционной функции, что облегчает определение его положения. Физико-химические измерения состояния поверхностя электродов и состава среды, равносильно дополнительному случайному фа тору, накладывающемус5 на воспринимаемые сипшлы, приводят к вертикальному дрейфу максимума корреляционной функции, однако, положение максимума на временной оси, по которому судя г об измеряемом парг метре, не изменяется. Вследствие этого сохраняется стабильность намерения этим способом. Возможность измерения при ламинарном .тече1 ин, в котором отсутствуют структурны неоднородности и дополнигеш;.ное повышение точности, достигается при использовании концентрационнььч импульсов, вводимых И1 жектирующим электродом. .Взаим}ия корре ляциолная функция импульсов концентрации, вocпpиIrи taeмь x основными электродами,, имеет треугольную форму, поэтому положение максимума вершины треугольника определяется с большей точностью, Способ повы1иает точность и стабильност проводимых ii3NfepeHini, следовательно, способствует иол -чонию достоверной ипформиии повышаюшей эффективность nay JHbDc aKcrieptf IvieHTOB ; Кроме того, повышение стабильнооЬ-и и точности измерений уменьшает затраты зедств и рабочего времени на профилактику 1аамерительной системы,-; зобретения о р м у л а 1, Электрохимический способ измерения Параметров гидродинамического погранично- го слоя, например значения нормального1гр : диента та п ешхиальной скорости потока, оонованный на использовании состав/иющей |электрохимической окислительно-восстановнтельной системы и определении времени про:Х ждения структурными неоднородностями потока расстояния между двумя основными ;электродами, введенными в пограничный слой, Отличающийся тем, что, с целью повьпления точности и стабильности измерения, преобразуют флуктуации градиеига концентрации ионов электроактивного вещоства в двух последовательных точках турбулси ного потока с помощью основ1 ых электродов в соответствующие флуктуации электрических токов электродов, измеряют в-зацмную корреляционную функцию флуктуации токов электродов и по величине временной з шоржки максимума взаимной корреляционной функции опре- деляют величину измеряемого параметра, 2. Электрохимический способ измерения ПО п, 1, отличающийся том, что в поток, вьпие основнььч электродов, вводят импульсы концентрации второй формы ионов,о 3, Электрохимический способ измерения по п, 1, отличающийся том, что, с целью увеличения чувствито/пэностя основных электродов в турбуленгнем потоке с малой ко1ш;епгр ацией электрОс1ктг П 10й ({ор- мы, в поток, выше OCHOBHLLX злекгродов, вводят непрерывно во времени дополнительную сонцонтрацию электроактивпого веществ ч. Источники информации, принятые во вш мание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство Х 35U7O7, Н 01 Q 9/-22, 09.07,70, 2,Белоглазов II, И, и др, Коррел5Щ110 ные экстремальные системы, М,, С-овегоКое радио, 1974, сгр. 5,5)-11,

9

10

тР

Т

/

нн