Измеритель скорости потока жидкости или газа Советский патент 1978 года по МПК G01P5/04 

1

Изобретение относится к области нзмерення параметров движения и может быть исиольэовано при исследоваиии ламинарных поток.ов, а также при изучении характера распределения нестационарных течений около живых.объоктов (дельфины, рыбы и т.д.) и гидродинамических моделей.

Известны измерители скорости потока, содержащие цилиндрический вихреобразующий элемент, при этом съем сигнала осушествля-ется при пометой различного рода датчиков, установленных в канале, связывающем противоположные стороны цилиндра ||l,J2 или при помощи датчика, установленного в вихревом следе цилиндра цЗТ.

Измеритель скорости потока з является наиболее близким по технической сущности к изоб(5етению и позволяет измерить скорость потока жидкости и газа, изменяющего направление лишь в ограниченных пределах. Это об- условлен о тем, что частота срыва вихрей с обтекаемого цилиндра регулируется при помоши отдельного специального приемника пульсаций давления (или скорости), установленного в вихревом следе цилиндра. При значи

тельном изменении направления потока (что особенно часто имеет место при обтекании живых объектов, движущихся нестационарно в результате изгибных колебаний тела) приемник пульсаций давления (или скорости) выходит из вихревого следа цилиндра и перестает регистрировать срывающиеся вихри.

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения скорости потока независимо от его направления в плоскости, перпендикулярной оси вихреобразующего элемента.

Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе указанный элемент выполнен из пьезоэлектрического или магнитострикционного материала с металлизированными внешней и внутренней поверхностями, соединенными с регистратором.

Это позволяет измерять скорость потока жидкости и газа, направление которого в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, может изменяться в пределах 360°, кроме того предлагаемое устройство состоит всего лии1ь из одного конструктивного элемента-обтекаемого цилиндра, который одновременно выполнет функ1тии и приемника пульсаций давления.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Измеритель содержит обтекаемый круговой цилиндр 1, длина которого много больше диаметра, из пьезоматериала (или магнитострикционного материала), имеющий В1щ труб-5 ки с металлизированными внешней и внутренней, поверхностями. Сквозь внутренний канал цилиндра проходит центральная жила 2 экранированного провода 3, которая благодаря пайке 4 находится в электрическом контакте с ме- ю таллизированной поверхностью внутреннего канала цилиндра. Экранирующая оплетка 5 провода 3 припаяна к наружной металлизированной поверхности цилиндра. Место сочленения цилиндра с экранированным проводом метизировано любым электро- и гидроизоляционным Составом 6. TaKHN-i же составом изолирован и герметизирован торец цилиндра 7 с пайкой 4. Выход экранированного провода подключен к регистратору любого типа, в качест- 20 ве которого, например, может бить использован стандартный магнитофон с псхпосой регистрируемых частот от 4О-5О Гц до 10000 16000 Гц.

Устройство работает следующим образом. 25 Измеритель устанавливают в потоке жидкости или газа так, чтобы шшикдр был перпендикулярен потоку. В этом случае при обтекании цилиндра с его поверхности будут срываться вихри, частота срыва которых определяется ЗО .соотношением О, 2l , где Sh 0,21 число Струхаля, практически постоянное в широком интервале значений скорости потока; и - скорость потока; d - диаметр цилиндра. Срывающиеся вихри в момент отрыва 35 действуют на обтекаемый цилиндр в результате чего на его металлизированных поверхностях (электродах) возникает электрический потенциал, спектр которого содержит четко выраженный максимум на частоте, доответствующей частоте срыва вихрей.

Этот электрический сигнал с электродов цилиндра по экранированному проводу поступает к регистратору (магнитофону) и записывагется в виде фонограммы, по спектру которой определяют скорость потока. Поскольку цилиндр имеет круговую симметрию, показания измерителя не зависят от направления потока в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра.

Формула изобретения

Измеритель скорости потока жидкости или газа, содержащий цилиндрический вихреобразующий элемент и регистратор, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения скорости потока независимо от его направления в плоскости, перпендикулярной оси вихреобразующего элемента последний выполнен из пьезоэлектрического или магнитострикционного материала с металлизированными внешней и внутренней поверх-, ностями, соединенными с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Франции № 2051857, Q О1 Р 5/ОО, 1971.

кл.

2.Заявка Японии № 49-32152, 111А 132, 28.08.1974.

кл.

3. Романенко Е. В. Основы статистической биогидродинамики. Изд., Наука, М., 1976, с. 1О1-1О6.

f Pfeucmparna/rt/