Устройство для измерения относительной скорости потока Советский патент 1947 года по МПК G01P5/06 G01D9/42 

Предметом изобретения является устройство для измерения относительной скорости потока при помощи вертушки, снабженной отражателем для модулирования светового луча, падающего на индикатор, путем периодического прерывания этого луча с частотой, пропорциональной измеряемой скорости. Подобные устройства (анемометры) вообще известны и обладают тем достоинством, что имеют ненагруженный ротор.

В предлагаемом устройстве, предназначенном для применения, по преимуществу, в качестве гидрометрической вертушки, в качестве индикатора, согласно изобретению, применена фотопленка, периодически засвечиваемая модулированным световым лучом на некоторой части поля, другая часть которого засвечивается через прозрачную картушку компаса.

В таком приборе в качестве отражателя может быть применена призма полного внутреннего отражения.

На фиг. 1 и 2 изображен в двух проекциях (с разрезами) один из вариантов предлагаемой вертушки, на фиг. 3 (а, б) - последовательные положения прибора в процессе опускания его в поток, на фиг. 4 -электрическая схема, на фиг. 5 - кусок фотопленки с записью, на фиг. 6 - другой вариант вертушки и на фиг. 7 - фотопленка с записью несколько иного типа.

Крыльчатый ротор 7 несет в верхней части стеклянную призму 2, которая установлена в латунной коробке, заполненной составом, по удельному весу близким к единице.

Ось ротора устанавливается в двух опорных конусных подшипниках и никакого другого сцепления с механизмами не имеет.

Для уравновешивания ротора по другую сторону призмы расположен соответствующий противовес. Ротор изготовляется с таким расчетом, что вес его близок к единице, т. е. будучи опущен в воду, ротор находится во взвешенном состоянии. Днище корпуса вертушки имеет два отверстия,, куда ввернуты на прокладках втулки со стеклами 3. Корпус 4 вертушки скрепляется с днищем 5 откидными болтами 6. На внутренней стороне днища установлены осветители 7 с лалшами. Одна лампа направлена

245

вверх и освещает компасную картушку 8.

Оптическая система 9 дает возможность проектировать на кино пленку /О тонкую риску, а оптическая система 7/ дает возможность проектировать на эту же пленку градусные деления картушки 8 компаса.

Кассета с кинопленкой /О имеет две катушки 72, из которых одна постоянная, а вторая - выдвижная вместе с роликами, прижимающими пленку к проекционным отверстиям оптических систем. Зубчатый барабан 73 служит для перемотки кинопленки на верхнюю катушку.

Источником энергии для привода лентопротяжного механизма является собственный вес вертушки, что дает возможность обойтись без часовых заводных пружин и устранить вредное влияние магнитного металла на стрелку компаса. При этом имеется возможность получить более точную работу механизма, чем при пружинном приводе.

Создание необходимого уплотнения для вала, передающего энергию внутрь вертушки, будет гарантировать успех выполнения данной системы.

Устройство всего привода показано на фиг. 1 и 2. На барабан 74 наматывается около W витков бронзового троса 75, что составляет около двух метров. Барабан сцеплен храповиком с шестерней, передающей вращение на шестерню 16, насаженную на вал 77с лабиринтным уплотнением. Шестерня 18 сцеплена с шестеренчатым перебором, понижающим крутящий момент до 2 кг/см. Часовой механизм 19 приводится в движение от последней шестерни данного перебора и на своих осях несет два коммутатора 20 и 21 (фиг. 4).

Первый коммутатор 20 включает ток от батарей и зажигает лампу проектировки оборотов вертушки на одну минуту. Второй коммутатор 2/ зажигает лампу проектировки картушки компаса на одну секунду.

Бабаран 22 с бронзовой пружиной служит для аккумулирования энергии на протяжку участка киноленты в течение одной минуты.

24Q

Управление механизмом перемотки пленки осуществляется посредством кулачкового ролика 23, который отжимает через каждые четверть часа рычажок, запирающий ветрянку 24 механизма и тем самым дает возможность сцеплению 25 и 13 протянуть кинопленку перед объективами проекционных трубок систем 9 и 77.

Таким образом, работа всей вертушки сводится к автоматической записи на пленку оборотов ротора и поворота румбовой картушки компаса. Всякое механическое трение деталей исключено благодаря применению фотозаписи, чем и будет достигаться истинное показание.

Верхний колпак 26 прикрывает барабан 14 с тросом и, так как он заполнен густой каучуковой смазкой, то служит дополнительным предохранителем от проникновения воды внутрь вертушки. Гайка 27 является крышкой сальника для уплотнения троса.

Чтобы пустить в ход вертушку, необходимо накрутить трос на барабан 14 с помощью специального ключа, вставляемого в квадрат детали 28. После этого, подвесив вертушку за вертлюг 29 (фиг. 3) к тросу лебедки, опускают ее в поток; при этом часы вертушки должны начать свой ход. Перед началом спуска необходимо убедиться на слух, работает ли ходик часов. Вертушка снабжена направляющим хвостом 30 складного типа; он не препятствует вытягиванию вертушки, а при опускании ее под влиянием воды на поплавок 31 хвост поворачивается в горизонтальное положение.

В варианте по фиг. 6 весь механизм вертушки заключен в обтекаемый кожух и винт 7 вертушки вращается на горизонтальной оси. Предусмотрен биметаллический измеритель температуры, снабженный прозрачным градуированным диском 32 или т. п. для записи температуры на той же пленке 10.

Часы 33 с месячным заводом имеют коммутатор, который замыкает через каждые 75 минут ток на одну минуту. В этот промежуток времени зажигается лампа осветителя, которая дает

свет в четыре проекционные трубки, проектирующие соответственно: 1) обороты ротора, 2) отметки минут, 3) румбы картушки, 4) отметки температуры.

Пленка в это время начинает передвигаться на некоторую длину, примерно, на 4-5 см.

В это время вращающийся винт /, который на себе несет двухстороннюю призму 2, запишет обороты ротора в виде прямых черточек на пленке. Реле 34 подействует на затвор и через каждую минуту произойдет отметка времени. Стрелка компаса за это время будет также спроектирована на пленку и покажет какие то румбы с отметкой четверти. Диск температуры также будет спроектирован на пленке в виде цифр или в виде кривой.

Батарея для питания ламп обозначена через 36, механизм для передвижения пленки - через 37, облегчающая масса для устранения веса ротора в воде - через 38, уравновешивающий груз - через 39.

Для удобства опускания вертушки в лунку 35 (фиг. 3) прибор монтируется на трубке с шарниром 40, так что при вытягивании троса вертушка опустится вниз своим хвостом, что и даст возможность ей пройти в отверстие диаметром в 300 мм,

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения относительной скорости потока при помощи вертушки, снабженной отражателем для модулирования светового луча, падающего на индикатор, путем периодического прерывания этого луча с частотой, пропорциональной измеряемой скорости, отличающееся тем, что в качестве индикатора применена фотопленка, периодически засвечиваемая модулированным лучом на некоторой части поля, другая часть которого засвечивается через прозрачную картушку компаса.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем что в качестве отражателя применена призма внутреннего отражения.

Фиг. i

гб

28Фиг. 2

f5

30

Фиг. 3

;

Фиг. 4

Фиг. 5

ОЬоропю ротора, , I Ommmka минцт I I Pij ft6bi kopmijiuKu i агшсь тдщп ротцры,

Фиг. б

36

4q