Устройство для измерения скорости и направления потока жидкости или газа Советский патент 1981 года по МПК G01P5/02 

(54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАЙРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ГАЗА

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров потока жидкости или газа, и может быть использовано для измерения величин скорости и направления потока.

Известны устройства для измерения скоростного напора и направления течения потоков типа электромеханических преобразователей, которые содержат корпус, зонд со стержнем и тензорезисторные преобразователи. Работа устройства заключается в том, что зонд со стержнем под воздействием скоростного напора среды отклоняется, включая при этом преобразователи l.

Известно также устройство, содержащее корпус, зонд со стержнем и магнитный преобразователь. Под воздействием скоростного напора среды зонд со штоком и закрепленным на нем электромагнитам отклоняется, вызывая при этом изменения магнитного потока и, как следствие, выходного электрического сигнала f2.

Недостатком известных устройств является их большой вес и габариты а тахсже то что они определяют двумерную картину распределения скорости потока, т.е. в плоскости, параллельной направлению потока, а также искажение выходного сигнала при воздействии электромагнитных полей и

10 необходимость усиления выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик скорости и направления пото15ка, содержащий корпус, сферический приемный элемент и мембрану с прорезями, в центре которой жестко укреплен стержень с приемным элементом з.

Недостатком данного устройства

20 является то, что с его помощью можно измерять модуль и вектор скорости потока только в двумерном пространстве, кроме того, под воздействием на данное устройство электромагнитных полей искажается выходной электрический сигнал. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости и направления потока за счет определения трехмерной картины распределения скорости потока жидкости или газа, а также устранение влияния на выходной сигнал случайных электромагнитных воздействий. , Указанная цель достигается тем., что в устройстве содержащем корпус, шаровой зонд со стержнем, соединенным с центром мембраны и датчики положения последние выполнены в виде сопла пневмопитания и коллектора с радиальным отверстием, выполненным в виде заслонки сопла пневмопитания установленного над ним и закрепленно го на центральной части мембраны и приемных сопел, соосных радиальным отверстием коллектора, при этом входные отверстия приемных сопел выполнены эллипсоидными и их оси смеще ны относительно оси приемных сопел. На чертеже приведено устройство, общий вид. Устройство для измерения скорости и направления потока жидкости или газа содержит корпус 1, сопло пневмо питания 2, приемные сопла 3, коллектор 4 с радиальными отверстиями, соосными отверстиями приемных сопел 3. Коллектор 4 закреплен на жестком центре мембраны 5, который связан со стержнем б, на ко ором расположе зонд 7 в виде шара. Стержень 6 пропущен через уплотняющий гибкий элемент 8. Устройство работает следующим об разом. При воздействии скоростного напо ра на зонд 7 он отклоняется, переда вая с помощью стержня 6 смещение коллектору 4. При этом, если зонд 7 отклоняется влево, то коллектор 4 повернется по часовой стрелке и пневматический сигнал р, уменьшится в то время как сигнал р,, не изменит ся в связи с тем, что входные отверсти приемных сопел 3 выполнены эллипсоидальными и оси их смещены относительно осей сопел 3. 14 Аналогично, при отклонении зонда 7 вправо сигнал р уменьшится, а Р| не изменится. Сжатый воздух, подводимый к соплу 2, через радиальные отверстия коллектора 4 попадает в приемные сопла 3 и далее на регистрирующую аппаратуру. При отсутствии воздействия на з.онд 7 выходные сигналы р. и р от приемных сопел постоянны и равны. Таким образом, по характеру изменения пневматических сигналов р, и Р2 можно определить направление действия скоростного напора. Вертикальная составляющая вектора скорости потока определяется следующим образом: коллектор 4 служит заслонкой для Питающего сопла 2 и его отклонение вдоль вертикальной оси; устройства создает соответствующие изменения сигнала Ро. Таким образом, комбинация трех сигналов р , р , р позволяет определить трехмерную картину распределения скорости потока. Формула изобретения Устройство для измерения скорости и направления потока лдадкости и газа, содержащее корпус, шаровой зонд со стержнем, соединенным с центром мембраны и датчики положения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, датчики положения выполнены в виде сопла пневмопитания и коллектора с радиальным отверстием, выполненного в виде заслонки сопла пневмопитания, установленнбго над ним и закрепленного на центральной части мембраны и приемных сопел, соосных радиальным отверстиям коллектора, при этом входные отверстия приемных сопел выполненные эллипсоидными и их оси смещены относительно осей приемных сопел. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №533870, кл. G 01 Р 5/02, опублик. 1976. 2.Авторское свидетельство СССР №647605, кл. G 01 Р 5/04, опублик. 3.Авторское свидетельство СССР №570842, кл. G 01 Р 5/08, опублик. 1977 (прототип).