Устройство для измерения расхода воды в реке Советский патент 1982 года по МПК G01F1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ Изобретение относится к гидрометрии и может использоваться для измерения расхода воды в средних и больших реках с движущегося судна. Известно устройство для расходаводы в реке, содержащее гядрофлюгер, состоящий из штанги с пером, датчика скорости и угломера, эхолот, у которого вибратор закреплен на штанге | Недостатками этого устройства являются высокая погрешность измерения расхода и неудобство эксплуатации, связанное с обработкой результатов измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устрой ство для измерения расхода воды в реке содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером и гидрометрической тушки с контактным блоком, гироскоп дл стабилизации датчика угла поворота оси вертушки и датчика проекций вектора скорости судна на взаи.моперпендикуляр ные направления, эхолот с вибратором, В РЕКЕ закреппенным на штанге, функциональный блок, соединенный. с датчиками, преобразователь нагфяжения в частоту и индикатор 2. Недостатками известного устройства являются высокая погрешность измерения и низкая надежность конструкции; обусловленная сложностью пфоскопической системы. Цель изобр1етения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером, гидрометрической вертушки с контактным блоком и датчика угла поворота оси вертушки, эхолот, у которого вибратор закреплен на штанге, и индикатор, введены фазовращатель, соединенный с датчиком угла поворота оси вертушки, триггер, соединенный с контактным блоком, селектор; соединенный с выходом передатчика и приемника эхЬлота, блок интегрирования, со390единенный с индикатором, функциональный преобразователь, умножитель, измеритель периода импульсов вертушки и делитель, причем фазовращатель через функциональный преобразователь соединен с цервымл входом умножителя, который своим управляющим входом соединен с триггером, а вторым входом соединен с селектором и выходом - со счетным входом делителя, соединенного с блоком интегр фования, а второй выход триггера через измеритель периода импульсов вертушки соединен с управляющим вхраом делителя. Кроме того, датчик угла оси вертушки выполнен в виде индукционного преобразователя, чувствительного к горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли, а на штанге в непосредственной близости от индукционного преобразователя установлен диск из магнитомягкого материала. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит гидрофлюгер, состоящий из щтанги 1 с пером 2, подтипников 3, гидрометрической вертушки 4 с контактным блоком 5, датчика 6 утла поворота оси вертушки и диска 7 из магнитомягкого материала, нередатчик 8 приемнкк 9 и вчбратор 10, вход1(щие в состав эхолота 11, фазовращатель 12, функциональный преобразователь 13, умн житель 14, триггер 15, селектор 16, измеритель 17 периода импульсов вертушки, делитель 18, блок 19 интегрирования, индикатор 2О. Устройство работает следующим образом. Штанга 1 гидрофлюгера устанавливается в носовой части судна, которое движется по гидроствсру со скоростью, обеспечивающей величину угла, между его продольной осью и линией гидроствора, i равного приблизительно 45 . При этом перо 2 устанавливает гидрометрическую вертушку 4 по Направлению, совпадающему с направлением равнодействующей скорости течения воды в реке и скорости передвижения судна. С каждым оборотом вертушки 4 с выхода контактного блока 5 поступает импульс на счетный вход триггера 15. При поступлении первого и каждого последуюиюго нечетного импульса триггера 15 сигналом со второго выхода включает измеритель 17 периода следования импульсов с блока 5, а при поступлении второго н каждого последу- 5 ющего четного импульса триггер 15 выключает измеритель 17 и посылает импульсы на управляющий вход умножителя 14. С выхода датчика 6, экранированного магнитрмягким диском 7 от влияния помеховых магнитных полей, сигнал, пропорциональ1яый углу поворота оси вертушки 4 относительно линии гидроствора, поступает через фазовращатель 12 на вход функционального преобразователя 13, в котором значение угла поворота преобразуется в величину, пропорциональную синусу двойного угла, поступающую на первый сигнальный вход умножителя 14. Кроме того, на второй сигнальный вхоа умножителя 14 с выхода селектора 16 поступает импульсный сигнал, пропорцнональный величине глубины русла реки. Этот сигнал формируется в схеме эхолота передатчиком 8, приемником 9, вибратором 1О и селектором 16, который производит временную селекцию эхо сигнала, В умножителе 14 происходит перемножение сигналов, несущих информацию о мгновенных значениях угла поворота оси вертушки (с блока 13), глубине русла реки (с блока 1б), равнодействуюшей сксфости течения реки и скорости судна {с блока 15). Сигнал, пропорциональный произведению указанных величин с Выхода умножителя поступает на вход делителя 18, коэффициент деления которого пропорционален периоду следования импульсов блока 5. Изменение коэффициента деления гфоизводится сигналом, поступающим с выхода измерителя 17 на управляющий вход делителя 18. С выхода делителя 18 на вход блока 19 интегрирования поступает сигнал, пропорциональный расходу воды в элементе площади сечения русла реки, ограниченном двумя вертикалями, гфоходящими через точки, в которых находилась гидрометрическая вертушка 4 в моменты поступления с контактного блока 5 данного и гредьщущего четного импульса. После прекращения движения судна по гидроствору в блоке 19 интегрировав кия получают значение расхода воды в . реке, которое представляется на индикаторе 20. Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет снижения потерь в результате болбе точного учета расхода воды в реках при проекта- ровании и эксплуатации гидроэлектроста ций и других промышленных объектов а также за счет увеличения безотказнос ;иП:с тГ °«-- « - Ф о р м у л а и 3 о 6 ре те н и я I. Устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер СОСТОЯЩИЙ из штанги с пером, гадром рической вертушки с контактным блоком и датчика угла поворота оси вертушки эхолот с вибратором, закрепленным на штанге, и индикатор, отлича-юще е с я тем, что, с целью повьоцения точности измерения, в него введены фазовра щатель, -соединенный с датчиком угла поворота оси вертушки, триггер, соединенный с контактным блоком, селектор соединенный с выходом передатчика и приемника эхолота, блок интегрирования, соединенный с индикатором, функциональный преобразователь, умножитель, измеритель периода импульсов вертушки и делитель, причем фазовращатель через функциональный преобразователь соединен с первым входом умножителя, кото05 - ° .м входом делителя, соединенного с блоком интегрирования, а второй выход -.ерез измеритель периода импульсов вертушки соединен с управляющим входом делителя. 2. Устройство по п. I, о т л н ч а ю 1. ееся тем, НТО датчик угла noL; та оси вертушки выполнен в виде ИНДУКЦИОННОГО преобразователя, чувстват Гвого к горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля землй а на штанге в непосредственной близоГтн от индукционного преобразователя установлен диск из магнитомягкого матераалзИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе i.smootQ.F.,MovaK C-E-Measur-emehi mtchargre Ья ilie moving-boot me hoa. Tectwicvues o me| grat-ions o the Uniied QeotocHaESurvev,i9b%C :AH,b3.,. 2. Авторское свидетельство СССР о заявке № 2794381/18-1О, 09.Ol.8O прототип).