Корабельный измеритель ветра Советский патент 1978 года по МПК G01P5/10 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к метеорологическим приборам, и может быть использовано для измерения осредненных значений направления и скорости ветра с неподвижных и движущихся объектов.

Известны измерители ветра, содержащие ветроприемник, электромагнит, потенциометрический преобразователь и указатель

1.

Иедостатками этих устройств являются

малая точность и дистанционность измерений, а также низкая надежность работы.

Ближайщим по технической сущности является корабельный измеритель ветра, содержащий ветроприемник в виде лопастного винта и флюгарки, пересчетные схемы, блоки осреднения и регистратор 2.

Однако указанный измеритель сложен по конструкции и имеет малую точность измерений, что определяется наличием больщого количества сложных деталей, ненадежно работающих в условиях влажности, качки и воздействия электрических помех на индуктивные элементы.

Цель изобретения - упрощение конструкции измерителя .и повыщение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе пересчетные схемы и блоки

осреднения вынолпены в виде двух дисков, кинематически связанных с лопастным винтом, вдоль диаметров которых установлены оси, на которые посажены два дополнительных диска, кинематически связанные с флюгаркой и посредством двух механических дифференциалов с первыми дисками, при этом выходные оси дифференциалов нри помощи контактных устройств соединены с регистратором, содержащим храповые механизмы и суммирующие реверсивные устройства.

На чертел е приведена принципиальная схема устройства.

Корабельный измеритель ветра содержит лопастной винт 1, понижающий скорость его вращения редуктор 2, кинематическ связанный с дисками 3 и 4, с которыми фрикционно связаны диски 5 и 6, имеющие, например, квадратный вырез в центре, в который входят направляющие оси 7 и 8, установленные вдоль диаметров дисков 3 и 4. Штифты 9 и 10 рычагов 11 и 12, установленных с противополол :ных сторон щестерни 13 в центре корпуса, связанного с флюгаркой 14, входят в пазы обойм 15 и 16 дисков 5 и 6. Измеритель ветра работает следующим

образом.

При повороте флюгарки 14 жестко связанный с ней корпус поворачивается вокруг неподвижной оси, на которой укреплена неподвижная шестерня, в зацепление с которой входит шестерня 13. При этом штифты 9 и 10 неремеш,ают диски 5 и 6 вдоль осей 7 и 8, что приводит к изменению скорости врашения дисков 5 и 6 пропорционально синусу для одного и косинусу для другого угла поворота флюгарки 14 относительно диаметральной плоскости даже при неизменной скорости врашения лопастного винта.

По мере приближения к центрам дисков 3 и 4 скорость вращения дисков 5 и 6 уменьшается, становясь в центре равной нулю, а после прохождения центра увеличивается, но направление врашения меняется на обратное.

Для уменьшения трения, возникаюшего при поступательном движении вдоль диаметров дисков 3 и 4, диски 5 и 6 имеют обод, на котором свободно вращаются короткие, несмещаюшиеся вдоль него трубки. Скорости вращения дисков 5 и 6 алгебрамчески суммируются со скоростями вращения дисков 3 и 4, например посредством механических дифференциалов.

Выходные оси двух дифференциалов и ось одного из дисков (3 или 4) снабжены контактными устройствами, например герконами, формирующими три последовательности импульсов, функционально связанных с V

V- -Vcos а и I/ 4- К sin я,

где V - скорость, а а - курсовой угол кажущегося ветра, передаваемых в регистратор. В регистраторе эти последовательности импульсов фиксируются посредством храповых механизмов.

Посредством механических дифференциалов вычисляем I/COS а и Fsin а, т. е. продольную и поперечную составляющие кажущегося ветра относительно диаметральной плоскости корабля. Вычтя из продольной составляющей скорость хода корабля, получим составляющие истинного ветра.

Ветровой поток, воздействуя на лопастной винт, приводит во вращение его и кинематически с ним связанные диски 3 и 4.

Диски 5 и 6, фрикционно связанные с дисками 3 и 4, тоже придут во вращение. Если ветер дует вдоль диаметральной плоскости, то диск 5 максимально удален от центра диска 3 и имеет равную с ним скорость вращения, а диск 6 находится в центре диска 4 и неподвижен.

При повороте флюгарки 14 диск 5 переместится ближе к центру и при неизменной скорости потока уменьшит скорость своего вращения, а диск 6 сместится от центра и придет во вращение.

Таким образом, диски 3, 4, 5 и 6 являются пересчетными схемами и блоками осреднения, позволяющими разложить вектор на составляющие и осреднить их за некоторый отрезок времени.

Для устранения реверсивности вращения осей, управляющих работой контактных устройств, осуществляется суммирование модуля вектора с его составляющими.

Формула изобретения

Корабельный измеритель ветра, содержащий ветроприемник в виде лопастного винта и флюгарки, пересчетные схемы, блоки осреднения и регистратор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерений, его пересчетные схемы и блоки осреднения выполнены в виде двух дисков, кинематически связанных с лопастным винтом, вдоль диаметров которых установлены оси, на которые насажены два дополнительных диска, кинематически связанных с флюгаркой и посредством двух механических дифференциалов с первыми дисками, лри этом выходные оси дифференциалов при помощи контактных устройств соединены с регистратором, содержащим храповые механизмы и суммирующие реверсивные устройства. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Бронщтейн Д. Л., Макаренко А. А. Монтаж и эксплуатация метеорологических приборов. Л., Гидрометеоиздат, 1968, с. 179-191.

2.Авторское свидетельство СССР № 151894, кл. G 01Р 5/06, 1962.