УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ Советский патент 1994 года по МПК G01P5/18 

Изобретение относится к области измерения параметров движения и может быть использовано для измерения скорости, угла натекания и других параметров потока.

Известно устройство для измерения скорости потока газа или жидкости, содержащее источник ионных меток, выполненный в виде разрядника, подключенного к высоковольтному генератору, узел управления генератором и приемники метки, подключенные к измерительной схеме, при этом один из приемников выполнен кольцевым, а другой криволинейным.

При пробое в зоне разряда образуется область ионизированного воздуха, состоящая из свободных электронов и ионов обоих знаков. Вследствие более высокой подвижности электронов число электронов, достигших за время разряда положительного электрода разрядника, выше, чем число положительных ионов, достигших отрицательного электрода. Поэтому в зоне разряда (пробоя) формируется локальная ионизированная область (метка) с ярко выраженным положительным зарядом. Однако после окончания разряда в метке еще остаются свободные электроны, которые путем рекомбинации с положительными ионами существенно уменьшают суммарный заряд метки. Последнее затрудняет выделение ионной метки на фоне внешних помех, затрудняет регистрацию моментов времени прохождения ею базовых расстояний и, следовательно, снижает точность измерения скорости и направления воздушного потока.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров воздушного потока.

Для этого устройство снабжено дополнительным источником высоковольтного напряжения, выходы которого подключены к разряднику. Указанный источник может быть выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к импульсному генератору, а выводы вторичной обмотки через однополупериодный выпрямитель, связанный с корпусом устройства, подключены к электроду разрядника.

В этом случае, за счет полного отбора из ионизированной области свободных электронов, оставшихся после пробоя, существенно повышается суммарный заряд созданной в процессе разряда ионной метки.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство содержит высоковольтный импульсный генератор 1 с узлом управления 2, который может быть выполнен, например, в виде задающего генератора. Генератор 1 соединен с разрядником 3, электроды которого размещаются в воздушном потоке. Регистратор 4 ионизированных частиц воздушного потока содержит электроды, которые соединены с измерительной схемой 5. К одному из электродов подключен источник высоковольтного напряжения 6, один из выводов которого заземлен.

Высоковольтный импульсный генератор 1 содержит сопротивление 7, подключенное к конденсатору 8 и аноду тиристора 9. Катод тиристора и второй вывод конденсатора подключены к выводам первичной обмотки импульсного трансформатора 10. К выводам управляющего электрода и катода тиристора подключен задающий генератор 2, соединенный также с измерительной схемой 5.

Параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора 10 подключены выводы первичной обмотки трансформатора 11 источника высоковольтного напряжения 6. К вторичной обмотке трансформатора 11 подключен выпрямитель, выполненный на диоде 12 и конденсаторе 13. Один из выводов выпрямителя соединен с корпусом устройства, другой подключен к одному из электродов разрядника.

При работе устройства конденсатор 8 заряжается через резистор 7 до напряжения U_п источника питания. Импульс управления, поступающий на управляющий электрод тиристора 9 с задающего генератора, открывает тиристор, вызывая разряд конденсатора 8 на первичную обмотку трансформатора 10. Высоковольтный импульс, снимаемый с вторичной обмотки трансформатора 10, подается на электроды зарядника 3, вызывает искровой пробой и образование ионизированной области (метки). Импульс напряжения высоковольтного генератора 1 подается также на первичную обмотку трансформатора 11 и с его вторичной обмотки поступает на выпрямитель, выполненный на диоде 12 и конденсаторе 13. Высоковольтное напряжение выпрямителя подается на один из электродов разрядника, поднимая его потенциал относительно корпуса. За счет поля, созданного дополнительным потенциалом, образующиеся во время пробоя электроны переходят на корпус, что существенно уменьшает их рекомбинацию с положительными ионами метки и, тем самым, повышает ее суммарный заряд.

Метка в виде облачка положительно заряженных ионов движется совместно с потоком. В плоскости измерения расположен регистратор 4, приемники которого фиксируют метку и формируют сигналы о прохождении меткой заданных базовых расстояний. Измерительная схема 5 определяет соотношение интервалов времени прохождения меткой базовых расстояний и формирует выходные сигналы о величине и направлении скорости воздушного потока.

Увеличение заряда созданной ионной метки позволяет достаточно легко выделить ее на фоне внешних помех, повышает точность регистрации момента времени прохождения ею базовых расстояний, что позволяет повысить точность измерения параметров воздушного потока. (56) Авторское свидетельство СССР N 655975, кл. G 01 P 5/18, 1977.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ по авт. св. N 655975, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным источником высоковольтного напряжения, выход которого подключен к разряднику. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный источник высоковольтного напряжения выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к импульсному генератору, а вторичная через связанный с корпусом выпрямитель соединена с разрядником.