Двухкомпонентный фотоэлектрический измеритель скорости ветра

 

ДНУХКОМПОНШтШЙ ЧЮТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВЕТРА по явт. св. N 847206, о т л и ч ш и и с я тем, что, с 1«шь1д повышевия точносщ язкюрейвй вектора чжоросп; ветра в корабельных усповяях, в взмерКгепь введен привод, кинемаш ческн связазшый с шестертей, закрашенной на ° оси вращетя флюгарки

СОЮЗ СВЕТСКИХ . СОИВЪЮ 5

РЕСПУБЛИК

Заэ а 03 Р 5/06

ГОСУДАРСТаЕННЬЙ КОМИТЕТ ОСОР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРМТИЙ

Ф .t

ОПИСАНИЕ: ИЗОБРЕТЕНИф:,-:::.;:, Ф

t (61) 847206 (21) 3290632/l8-10 (22) 18.05.81 (46) е5.06.83; Ьвл. Р 22. (72) 5. Н. Федотов

" (53) 5-32574(088.8) . (56) е Авторскаесвидетельстно СССР Ю 847206, кл. б 01 Р 5!66, 3979.,SU„„:1 023240 А (54) (57) ДВУХКОМПОНЕЯТНЫИ ФОТОЭДВКТРИ-

ЧБСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВЕТРА по .авт. св. И 84720б, о т л и ч а в М н й-с я тем, что, с целью повышения точности измерений вектора скорости ветра в корабельных

:условиях, в измеритель введен привод, кинемати- чески связанный с шестерней, закрепленной на осн вращения флвгврки..1023240

Изобретение относится к измер .тельной технике и может быть использовано в метеорологии для измерения вектора скорости ветра, По основному авт. св. Р 847206 известен двухкомпонентный фотоэлектрический измеритель скорости ветра, содержащий ветроприемник в виде лопастного винта и флюгарки, пере« счетную схему в виде диска со светлыми и темньгми полосами, кинематически связанного с лопастным винтом, и фотопреобразователь скорости вращения, выполненный в. виде оптически связанных с диском источника света и двух фотоприемников, подключенных к регистратору импульсов, в котором с целью повышения точности измерения направления ветра, введены две ортогональные светонепроницаемые пластины, разнесенные но высоте и расположенные между диском и фотоприемниками и две кинематически связанные шестерни, при этом первая шестерня закреплена на оси вращения флюгарки, а вторая жестко соединена со светонепроницаемыми пластинами (1).

Недостатком этого устройства является возрастание погрешности при переходе пластин через диаметральную плоскость корабля, Так, например, если направление ветра совпадает с диаметральной плоскостью корабля, а отклонение в обе стороны достигает 20, то" осредненное направление курсового угла ветра равнд не 0, а 10, г, е. погрешность достигает

10 .

Цель изобретения — повышение точности измерения вектора скорости ветра в корабельных условиях в случаях, когда в процессе измерений происходит переход пластин через диаметральную плоскость корабля.

Поставленная дель достигаетея тем, что в двухкомпонентный фотоэлектрический изме. ритель скорости ветра введен привод, кинематически связанный с шестерней, закреплечной на оси вращения флюгарки.

На фиг. 1 изображен измеритель общий вид; на фиг. 2 — шестерня, установленная на оси флюгарки с разворачивающим ее устройством.

Двухкомпонентный фотоэлектрический измеритель скорости ветра содержит источник света 1, расположенный вне корпуса флюгарки 2, осью которого является полая труба 3, расположенная над источником света, на которой закреплены два цилиндрических фотоприемника

4 и 5, шестерня 6 и отражатель 7, установленный над источником света, фотоприемники 4 и 5 представляют собой полоски фоточувстви тельного материала, имеющие небольшой зазор. в местах соединения с ними пиний связи с ре. гистратором, Такая конструкция их обеспечивает возможность формирования электрических импульсов при любом положении флюгарки.

Вых импульсов другие диски. щ Интервалы времени, формируемые в моменты поступления светового потока на фотоприемники пропорциональны (V — V. sw — ) и

° О

Я, 4 (Ч-V cos4 ), а промежутки времени между моментамй формирования этих импульсов про, ч порциональны (V p V sin — ) и (V + U cos-).

° 6C OL

3 4 4

Суммируя эти интервалы времени путем подключения соответствующих дисков к барабану, приводимому и движение барабаном, связан5

I0 15

:?0

3$

С шестерней 6 кинематнчески связаны (передаточное число 1:4) две взаимно перпендикулярные пластинки 8, соединенные с шестерней

9, разнесенные по высоте и жестко скрепленные со свободно посаженной на оси вращения, скрепленной с корпусом флюгарки 2, шестерней 9, входящей в зацепление с неподвижной шестерней 6, установленной на полой трубе 3.

При полном повороте флюгарки (на 360 ) шестерня 9 разворачивается только на 90, что обеспечивает формирование однополярных импульсов, т, е. формируются импульсы, пропорциональные V Sin и V cos —, где

4 4

V — скорость потока, а — курсовой угол ветра. Ширина пластин 8 меньше ширины отражателя 7, что обеспечивает формирование световых импульсов при любом положении флюгарки (и, следовательно. пластин 8). Отражатель

7 установлен асимметрично так, что один

его край совпадает с диаметральной плоскостью (и с плоскостью, в которой установлена осьшестерни 9). На одном уровне с пластинками

8 и отражателем 7 установлен отражатель 10; кинематнческн связанный с лопастным винтом

11 (пропеллером). Электрические импульсы, формируемые фотоприемниками 4 и 5, поступают по линиям связи в регистратор (не показан). Шестерня 6 кинематически связана с приводом 12, выполненным в виде шагового двигателя.

Измеритель ветра работает следующим образом.

Световой поток от источника света 1 через полую трубу 3 и отражатели 7 и 10 направляется на фотоприемники 4 и 5. Период затемнения, зависящий от угла разворота флюгарки (и положения пластин 8), характеризует величину составляющих вектора скорости на орто тональные оси, одна из которых совпадает с диаметральной яоскостью корабля, Количество импульсов, формируемых с помощью отражателя 10, характеризует скорость потока. л Суммируют величины составляющих за некоторый период времени, например, с помощью синхронного двигателя, вращающего барабан, с которым в моменты затемнения фрикционио связываются с помощью электромагнитов одни диски, а в моменты формирования светоСоставитель Ю. Власов .

Редактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич

Корректор: А- 1льии

Заказ 4202/29 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1023240 4 ным с синхронным двигателем, можем осред- ное отражение .их относительно диаметральной нить их за некоторый промежуток времени. плоскости корабля, T. е. возникает положение

Посредством механических дифференциалов неоднозначности отсчета, ибо.если бы пластина или аналогичным путем осуществляем вычис- начала разворачиваться в обратную сторону, -, ление величинтпропордиональных Ч sin — и 5 были бы зафиксированы отсчеты точно taxae

° О(4, . V cos — 1(Ч + V аЬ вЂ” ) — (V — V sin ) j= же, как и в случае неизменности направления поворота. Таким образом, в этом случае по2 sin и аналогично 1(Ч+ Ч сов-)—

4 ф в грешности измерений могут существенно уве

Ф вЂ” (Ч вЂ” Ч соа 4 ) ) 2 соа4.. Имея величины чнва я. для исключения таких явлений

Ч sin — и V соа —,, определяем tg — „, 10 в измеритель введено устройство, обеспечиваф. в st .по которому определяется — и, следователь- юшее контролируемыи разворот шестерни б

4 6

4 но, можно вычислить угол а. (на определенный угол) посредствам шагового

В случае пересечения одной из пластин двигателя 12 или аналогичного устройства на диаметральной плоскости корабля фиксируются угол, ревьппаняций дисперсию отсчетов иаправ составляющие, представляющие как бы зеркаль- f5 лення потока.