Преобразователь ортогональной составляющей скорости потока

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬ:НЬЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащий. пропеллерный приемник,раз;мещенный на оси и связанный с изме1рителем скорости его вращения, о т|личающий6я тем, что, с 1целью повышения точности, он снабжен по крайней мере одним допол нительным пропеллерным приемником, (установленным на общей оси с основ .ным с возможностью перемещения вдоль оси на расстояние В. определяемое соотношением 2R . -у i sinq., где R - длина лопасти пропеллерного приемника{ Cf - угол мезкду направлением потока и осью приемника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (f I) 4(51) G 01 Р 5 06

4 .й 3 ФИЛЮ"С

2R — с sin Ч>

1 т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТН) Ытий (21) 3676182/24-10 (22) 10.10.83 (46) 07.03.85. Бюл.,№ 9 (72) Г.К. ПопандопуЛо и И.И. Шенде-. рович (71) Научно-исследовательский инсти" тут приборостроения. (53) 532.574 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 93511, кл. G 01 Р 5/06 1954.

2. Патент ФРГ № 1523163

:кл. 42015, 1970 (прототип). .(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕПЬ ОРТОГОНАЛЬ;НОЙ СОСТАВЛЯЮП ЕИ СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащий. пропеллерный приемник,pas,мещенный на оси и связанный с изме! рителем скорости его вращения, о т-!

;л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен по.крайней мере одним дополI

;нительным пропеллерным приемником, )установленным на общей оси с основ\

,ным с возможностью перемещения вдоль оси на расстояние определяемое

I соотношением где R — длина лопасти пропеллерного приемника, ((— угол между направлением потока и осью приемника.

1144056

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения ортогональной составляющей вектора скорости ветра или скорости морских и речных течений.

Известны преобразователи ортогональной составляющей скорости потока, содержащие несколько пропеллерных приемников, закрепленных.на своих осях, жестко ориентированных в пространстве,и измерители скорости вращения пропеллеров Я. К недостаткам данных преобразователей необходимо отнести то, что их угловая характеристика отличается от косинусоиды в сторону уменьшения значений до 20Х от номинала..Это приводит к искажению значений составляющих вектора потока и необ- 10 ходимости использовать устройства, корректирующие угловую характеристику ветроприемников.

Наиболее близким,по технической сущности к предлагаемому является 2$ устройство для измерения ортогональ ной составляющей скорости потока, которое содержит пропеллерный приемник, размещенный на оси и связан.ный с измерителем скорости его враще-,з0

/ ния, Этот измеритель генерирует .

Iэлектрические импульсы, частота следования которых пропорциональнаугловой скорости вращения нриемника (2) .

Недостатком пропеллерного приемника скорости потока, используемого для определения составляющей вектора Vо соз Ц (где Ч„ - модуль скорости потока, Ц вЂ” угол между направлением потока и осью приемника), является отклонение реальной угловой характеристики приемника от идеальной косинусоиды, величина которого доходит до 203. Указанное отклонение „ имеет отрицательный знак, и поэтому показания приемников имеют вид

"а(» 3 ) cosq где 8 — погрешность измерения составляющих вектора . $0 ветра, зависящая от угла.

Для исключения этих погрешностей может быть использован метод коррек" ции показаний преобразователей при обработке полученной информации, И или два и более пропеллерных приемника скорости, установленных под разными углами один к другому. В последнем случае в качестве выходно"

ro сигнала преобразователя по каждому направлению испольэуетс суммарный сигнал, полученный от указанных двух или трех приемников.

Таким образом, недостатками устройства этого типа являются сложность электронной схемы.для анализа поправки 8у и суммирование импульсов от различных ветроприемников, большие габариты устройства и искажающее влияние одних ветроприемников на работу других.

Цель изобретения — повышение точности измерения ортогональной составляющей скорости потока.

Указанная цель достигается тем, что преобразователь ортогональной составляющей скорости потока,содержащий пропеллерный приемник, раз» мещенный на оси и связанный с измерителем скорости его вращения, снабжен но крайней мере одним дополнительным пропеллерным приемником, установленным на общей оси с основным с возможностью перемещения вдоль оси на расстояние 8 определяемое соотношением

2R

С 8ХП (P

i где R — длина лопасти пропеллерного приемника, (f — угол между направлением потока и осью приемника.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя (принято число дополнительных ветроприемников, n = 2).

Основной приемник 1 укреплен на оси 2, свободно вращающейся под действием момента вращения, вызываемого приемниками. Симметрично основному ветроприемнику на той же оси укреплены, например, два допол-нительных ветроприемника 3 и 4, измеритель преобразователя содержит модулятор 5 и приемник 6, генерирующие импульсы, частота следования которых пропорциональна скорости вращения оси 2.

Преобразователь работает следующим образом.

Если поток газа или воды направлен вдоль оси (стрелка А), то работает, в основном, ветроприемник

3, а ветроприемники 1 и 4 находятся в аэродинамической тени и не воспринимают измеряемый поток. В этом

Составитель В. Назарова

Техред А.Ач Корректор И. Эрдейи

Редактор В. Петраш

Заказ 898/37

Тираж 897 Подписное

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 случае скорость вращения оси 2 определяется аэродинамическими харак :теристиками ветроприемника 3..

При направлении потока под углом q к направлению оси 2 (стрелка В) часть пропеллерных приемников 1 и 4 выходит Hs аэродинамической тени и воспринимает скоростной поток увеличивая скорость вращения оси 2 по сравнению с тем случаем, когда на ней находится только один приемник скорости. Таким образом, компенсируется погрешность 3q путем регулирования

:.расстояния между приемниками исходя !

2R из соотношения — а sin q где R— е

:длина лопасти приемника.

1344056 4

В случае направления потока пер пендикулярно оси (стрелка С) ветро,приемники не вращаются.

Регулируя расстояния мевду осS ионными и дополнительными пропеллер ными приемниками или также угол атаки и длину лопастей приемников, можно получить реальную угловую характеристику преобразователя ортогональной сос

l6 тавляющей скорости потока, совпадаю- . щей с идеальной косинусоидой.

Таким образом; использование в предлагаемом преобразователе нескольких приемников скорости, закреп"

15 енных на одной общей оси с возмож:ностью регулирования, позволяет сущест-.

,венно повысить точность npeodpasosa ния измерения величины (ортогональной ,составляющей скорости потока).