Устройство для измерения скорости потока

 

Изобретение предназначено для измерения скорости потока и определения направления вектора скорости. При введении элемента 1 в исследуемую зону движущегося потока с его поверхности происходит периодический срыв вихрей. Возникшие пульсации давления приводят элемент 1 в колебательное движение в направлении вектора скорости. С вьшодов 8 и 8 снимают сигналы, частота которых определена скоростью потока. Эти сигналы поступают на входы усилителей 18 и 18, с выходов которых усиленные до необходимого уровня сигналы поступают на блок 19 индикатора положения элемента 1 относительно вектора скорости, а также на блок 22измерения частоты. На блок 22 измерения частоты подаются сигналы с усилителей 18 и 18 и далее на блок 23суммирования сигналов и измеритель 24 частоты. Измерение частоты колебаний элемента 1 производится, когда сигналы на выходе усилителей 18 и 18 идентичны по амплитуде и фазе, что позволяет удвоить амплитуду регистрируемого полезного сигнала.. 3 ил. а 9 сл 19 I to CD 05 Х. 4 4 cfJus.3 1L,.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (51) 4 С 01 Р 5/04

"-.

Ф /Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕН11ЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3710817/24-10 (22) 15.03.84 (46) 15.03.87. Бюл. Р 10 (71) Казахский научно-исследовательский институт энергетики (72) А.А.Шишкин, П.А.Рапопорт, Б.О.Ривин и И.Г.Дубильер (53) 632.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 570842, кл. G 01 Р 5/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11 647605, кл. 0 01 P 5/04, 1977 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА (57) Изобретение предназначено для измерения скорости потока и определения направления вектора скорости.

При введении элемента 1 в исследуемую зону движущегося потока с его поверхности происходит периодический срыв вихрей. Возникшие пульсации

„„80„„1296944 А 1 давления приводят элемент 1 в колебательное движение в направлении

) вектора скорости. С выводов 8 и 8 снимают сигналы, частота которых определена скоростью потока. Эти сигналы поступают на входы усилителей 18 и 18, с выходов которых усиленные до необходимого уровня сигналы поступают на блок 19 индикатора положения элемента I относительно вектора скорости, а также на блок

22 измерения частоты. На блок 22 измерения частоты подаются сигналы с усилителей 18 и l8 и далее на блок

23 суммирования сигналов и измери тель 24 частоты. Измерение частоты колебаний элемента 1 производится, @ когда сигналы на выходе усилителей 18 и 181 идентичны по амплитуде и фазе, что позволяет удвоить амплитуду ре- С гистрируемого полезного сигнала..

3 ил.

1296944

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения скорости потока и определения направления вектора скорости, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — обеспечение воэможности наряду с измерением скорости потока определять направление вектора скорости. 10

На фиг.l представлен измерительный зонд устройства, общий вид; на фиг.2 — то же, продольное сечение вдоль оси А-А; на фиг.3 — блок-схема .15 устройства промежуточного преобразования, Устройство включает в себя измерительный зонд и промежуточный измерйтельный преобразователь. Измерительный зонд (фиг.l) включает в себя сферический приемный элемент (обтекатель) l,закрепленный на стержне 2 корпуса 3, внутри которого расположена упругая мембрана 4 (фиг.2), связанная со стержнем 2. На другом конце стержня 2 закреплен постоянный магнит 5, располагающийся против двухканальной магнитной головки 6 с рабоФ чими зазорами 7 и 7, имеющими выводы соответственно 8 и 8, подключенные к экранированному кабелю 9. В корпус

3 вставлена подвижная муфта 10 с центральным отверстием 11 и буртиком 12, плотно входящим в паз на конце корпу- 35 са 3 и фиксирующимся накидной гайкой

13 с возможностью плавного вращения относительно корпуса 3 вокруг оси

А-А без люфтов. На корпусе 3 закреплен дисковый лимб 14 с нанесенными на .нем делениями (угловыми мерами).

На муфуе 10 закреплен указатель 15, например, в виде стрелки или нониуса, закрепленный на кольце !6 с помощью

1 винта 17. Выходы 8 и 8 измерительно- 45

ro зонда подключены к входам двух усилителей 18 и 18 с регулируемым коэффициентом усиления, выходы кото-. рых подключены к блоку 19, выполняющему роль преобразователя положения приемного элемента в поле течения и включающему в себя блок 20 вычитания сигналов, выход которого подключен к индикатору 21 положения приемного элемента. Кроме того, выход, по край- 55 ней мере, одного из усилителей (например, 18) подключен к блоку 22 преобразователя частотного сигнала.

С целью повышения помехозащищеннос-, ти в предлагаемом устройстве на вход блока 22 преобразования частотного сигнала подаются оба сигнала с выходов обоих усилителей 18 и 18, а сам ! блок 22 включает в себя собственно измеритель 24 частоты и дополнительный блок 23 суммирования.

Устройство работает следующим образом.

При введении приемного элемента в исследуемую зону движущегося потока (жидкости или газа) с его поверхности происходит периодический срыв вихрей, в результате чего позникающие пульсации давления приводят приемный элемент 1 в колебательное движение в направлении вектора скорости. Эти колебания через стержень 2 передаются магниту 5, который, в свою очередь, II колеблется около обоих зазоров 7 и 7 двухканальной магнитной головки 6, за счет чего с выводов 8 и 8 снимают периодические сигналы, частота которых определена скоростью потока. Эти сигналы поступают на вход усилителей 18 и 18, с выходов которых усиленные до необходимого уровня сигналы поступают на блок 19 ино дикатора положения приемного элемента 1 относительно вектора скорости, а также на блок 22 измерения частоты. Блок 19 преобразования положения производит сравнение сигналов с вы- дачей результата сравнения на индикатор 21 положения приемного элемента путем вычитания сигналов блоком

20 и регистрации уровня полученного разностного сигнала индикатором 21.

Блок 22 преобразования частотного сигнала измеряет частоту выходного сигнала, непосредственно связанную с частотой колебания магнита, а следовательно, со скоростью. На блок 22 подаются оба сигнала с выходов усилителей )8 и 18 и далее на блок 23 суммирования сигналов и измеритель

24 частоты. Измерение частоты колебаний приемного элемента производится при таком положении приемного элемента относительно вектора скорости, когда сигналы на выходе усилителей идентичны по амплитуде и фазе. В этом случае суммирование позволяет удвоить амплитуду регистрируемого полезного сигнала.

Определению направления вектора скорости и измерению ее величины в

1296944 исследуемом потоке предшествует тарировка устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости потока, содержащее зонд с корпусом, сферическим приемным элементом, закрепленным на одном конце стержня, связанного с установленной в корпусе 10 мембраной и имеющего постоянный магнит на другом своем конце, промежуточный преобразователь, состоящий из магнитной головки, усилителя и измерителя частоты, о т л и ч а ю- 15 щ е е с я тем, что, с целью определения направления вектора скорости, зонд снабжен измерителем угла поворота корпуса вокруг своей оси, в промежуточном преобразователе магнитная головка выполнена двухканальной и в него дополнительно введены второй усилитель, блок суммирования, блок вычитания и индикатор положения приемного элемента, при этом выходы магнитной головки через первый и второй усилители объединены на входах блока вычитания, выход которого подключен к индикатору положения приемного элемента, а также на входах блока суммирования, подключенного к измерителю частоты.

1296944

Составитель Ю.Мручко

Техред А. Кравчук

Корректор А.Обручар

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 772/47

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4