Устройство для измерения угла скосапОТОКА Советский патент 1981 года по МПК G01P13/00 

1

Изобретение относится к гидродинамическим исследованиям и может быть использовано для измерения направлений морских течений. .

Известно устройство дл измерения угла скоса потока, содержащее источник тепла и датчики температуры, вк.гаочаемые по дифференциальной схеме и располагаемые с двух сторон обтекателя, основанное на изменении условий теплоотдачи датчиков при отклонении обтекателя от направления потока 1.

Однако это устройство имеет при хорошей чувствительности невысокую точность и малый угол измерения за счет искажения потока в пристеночных слоях при больших углах обтекания. Кроме того, при больших скоростях резко снижается чувствительность устройства за счет интенсивного охлаж дения чувствительных элементов..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее флюгарку, ориентирующуюся по noTOKjj и преобразователь угла поворота в выходной сигнал 2.

,Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерений и сложность эксплуатации при работе в морской воде, связанные со

сложностью герметизации прибора и обеспечения съ(эма сигнала без существенного загрубления чувствительности и точности преобразователя.

Це.ль изобретения - повышение точности измерений и эксплуатационных характеристик устройства при работе в электропроводной среде.

Поставленная цель достигается тем, что основание флюгарки выполнено с симметричным относительно оси вращения цилиндрическим отверстием и с продольной прорезью, а преобразователь угла поворота в электрический сигнал вьшолнен в виде цилиндра, эксцентрично установленного в цилиндрическом отверстии, и двух термочувствительных элементов, расположенных диаметрально противоположно на поверхности цилиндра.

На фиг. 1 и 2 показана конструкция устройства.

Устройство состоит из неподвижно эскрепляемого на объекте цилиндра 1 у ориентирующейся по потоку флюгарчи 2, вращающейся соосно цилиндру. На средней части цилиндра диаметрально противоположно закреплены термочувствительные элементы 3. От типа чувстрятельные элементы могут разметаться на внешней или внутренней стенке цилиндра. Съем сигнала с чувствительных элементов., осуществляе.тся с помощью токоподводов, Лроходя.щих внутри полой оси неподвижного цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

При направлении Лотоюа, перпендикулярном плоскости расположения чувствительных элементов, флюгарка (показана сплошными линиями на фиг. 2) ориентируется таким образом, что обеспечивается симметричное обтекание обоих чувствительных элементов за счет того, что проходное сечение между стенкой неподвижного цилиндра в точках крепления чувствительных элементов и внутренней стенкой отверстия флюгарки одинаково для обоих чувствительных элементов. Находясь в одинаковых условиях теплоотдачи, нагретые чувствительные элементы имеют одинаковую температуру и следовательно одинаковое сопротивление. Сигнал на выходе дифференциальной мостовой схемы в этом случае равен нулю.

При изменении направления потока относительно объекта, например на угол cL, флюгарка поворачивается по потоку (новое положение флюгарки показано на фиг. 2 пунктирной линией) . В этом случае За счет эксцентричного на величину h расположения оси неподвижного цилиндра и отверстия внутри флюгарки проходные сечения в зоне расположения чувствительных элементов становятся различными. Как видно на фиг. 2, для одного чувствительного элемента расстояние до -внутренней стенки флюгарки равно а, для другого - в. Благодаря этому, скорость обтекания чувствительных элементов, а следовательно и

степень их охлаждения потоком, будет неодинакова, что приведет к разбалансу дифференциальной мостовой схемы, на выходе которой появится сигнал, пропорциональный углу поворота флюгарки. Причем, каждому углу поворота флюгарки соответствует строго определенный и постоянный длгнал и даже при значительных углах не происходит срыва потока с поверхности термочувствительных элементов.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла скоса потока, содержащее флюгарку и преобразователь угла поворота в электрический сигнал, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и эксплуатационных характеристик устройства при работе в электропроводной среде, ос.нование флюгарки выполнено с симметричным относительно оси вращения цилиндрическим отверстием и с продольной прорезью, а преобразователь угла поворота в электрический сигнал выполнен в виде цилиндра, эксцентрично установленного в цилиндрическом отверстии, и двух термочувствительных элементов, расположенных диаметрально противоположно на поверхности цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 264016, кл. G 01 Р 5/10, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 0 fe 249799, кл. G 01 Р 13/00, 1969

(прототип).

.г