Способ градуировки гидрофизических преобразователей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной океанологии. Цель изобретения состоит в повышении точности градуировки и упрощении устройства. Суть способа состоит в воспроизведении на входе градуируемого преобразователя 4 известных значений постоянной скорости путем создания в гидроканале 1 с помощью волнопродуктора 5 и волнового отражателя 6 на поверхности жидкости гравитационной стоячей волны и перемещении градуируемого преобразователя 4 вдоль этой волны с последующей регистрацией выходного сигнала последнего. При этом на его вход помимо средней скорости, поступают гармонические продольные и поперечные пульсации скорости. На чертеже показаны также тележка 2, державка 3, направляющая 7, вертикальная стенка 8. 2с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (>9> SU >>>>

А1 (5ц 4 С 12 В 13/00

1 ргп;,1эн 4 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ki. Ь).110 . (. >г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ IlEHT СССР (21) 4332410/? 4-21 (2?.) 23. 11. 87 (46) 07.07.89. Бюл, У" 25 (72) Н). Н, Власов, Б. И. Заславский, И.Л,Еузнецов, R,À.Ëàðèîíîâ и д>.П.Р!нитман (53) 621.317.7 (088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

1>1 518803, кл, С 12 В 13/00, 1973, Авторское свидетельство СССР

М 1242508, кл. О 12 В 13/00, 1984. (54) СПОСОБ ГРАгУИРОВКИ П пРОФИЗИЧЕСИ1Х ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ . И УCTPOI.CTВО Л1Ж ЕГО ОСУ!>1ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к конрольно-измерительной технике и может быть использовано н экспериментальной океанологии ° Цель изобретения состоит в повышении точности градуировки и упрощении устройства. Суть способа состоит в воспроизведении на входе градуируемого преобразователя 4 известных значений постоянной скорости путем создания в гидроканале 1 с помощью волнопродуктора 5 и волнового отражателя 6 на поверхности жидкости гравитационной стоячей волны и перемещ>ении градуируемс>го преобразователя 4 вдоль этой волны с последующей регистрацией выходного сигнала последнего. При этом на его вход помимо средней скорости поступают гармонические продольные и поперечные пульсации скорости. На чертеже также показаны тележка 2, державка 3, направляющая

7, вертикальная стенка 8. 2 с и

2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1492383

Изобретение относится к контро ьно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной океанологии и метрологии для градуировки гидрофиэических преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности градуировки и упрощение устройства.

На чертеже представлена схема устройства для Осуществления способа градуировки гидрофиэических преобразователей.

Устройство содержит гидроканал

1 с рабочей жидкостью, тележку 2 с закрепленным на ней с помощью державки 3 градуируемым преобразователем 4, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей, выполненное в виде волнопродуктора 5 и волнового отражателя

6, установленных по различные сторо- ны гидроканала 1. Причем волновой отражатель 6 выполнен с воэможностью смещения вдоль гидроканала 1 относительно волнопродуктора 5, Державка

3 выполнена с воэможностью вертикального смещения. Имеются также направляющие 7, по которым тележка 2 движется вдоль гидроканала 1, В тележке 2 располагаются образцовые средства измерения средней скорости и (в случае необходимости) пульсаций скорости потока (не показаны), а также регистрирующие приборы градуируемого преобразователя 4 и его вторичная аппаратура (не показаны), Волнопродуктор 5 может быть выполнен по любой известной скеме, например, в виде полуцилиндра, совершающего возвратно-поступательные перемещения в вертикальной плоскости — в жидкости, в виде колеблющихся лопастей и т,п, Волновой отражатель представляет собой упругую перегородку, погруженную н гидроканал 1.

Размеры перегородки равны поперечному размеру гидроканала 1.

Для создания в гидроканале бегущей гравитационной волны волновой отражатель заменяют на поглотитель волн, выполненный, например, в виде наклонной плоскости, Способ градуировки гидрофизических преобразователей осуществляется на предлагаемом устройстве следующим образом.

Включают БолнопрОлуктор 3 нри этом на поверхНости жидкости возникает бегушая гравитационная во: на (хочнее цуг волн), С помошью волнового Отражателя 6 настраивают колебательную систему на услоние получения н гидроканале 1 стоячей гравитационной волны. Это условие получается путем передвижения волнового отражателя 6 вдоль гидроканала 1 до момента, когда между вертикальной стенкой 8 гидроканала 1 и волновым отражателем 6 уложится целое число !

5 пОлувОлн.

В отличие от бегущей при стоячей волне частицы жидкости не совершают движений по круговым орбитам, В пучностях, т.е, в точках, где амплитуда колебания уровня жидкости наибольшая, частицы двигаются только по вертикали. В узлах, т.е. в точках, где колебания уровня жидкости отсутстнуют, частицы двигаются толь25 ко в горизонтальном направлении, На чертеже показаны три лоложения поверхности рабочей жидкости в гидроканале 1: дна крайних (пунктирная и сплошная линии) и среднее (сплошная тонкая линия), То есть стоячая волна позволяет воспроизвести .в пучностях поперечные пульсационные скорости, в узлах — продольные, а в промежуточных точках — наклонные.

Скорости встречных волн н стоячей

35 волне равны н случае глубокой воды, когда

0 Н Л/2, и с = дн в случае мелкой воды, когда

Н h/10, 45 где С вЂ” фаэоная скорость гранитационной волны; — длина волны;

g — ускорение свободного падения;

50 Н вЂ” глубина гидроканала.

При этом амплитуда гравитационной волны с глубиной быстро убывает. На глубине, равной половине длины волны, амплитуда колебаний полностью

55 эа ухае

С помощью Образцового средства измерений, например двухкомпонентного термоанемомента, для нескольких

1492383

55 нее, част«т ь«лнапр«дукт«ра 5 исследуется поле пульсационных скоростей по длине и глубине гидр«канала 1.

Затем включают пвигатель тележки

2 (не показан) и начинают перемещать градуируемый двухкомпонентный преобразователь 4 пульсаций скорости вдоль гидроканала 1. (Преобраз«ватель 4 при этом закреплен на известной глубине, меньшей половины длины гравитационной волны), В соответствии с эффектом,Поплера на вход преобразователя воздействует гармонический сигнал с частотой f равной

f = К,(1+ИС), где f — частота колебаний волнопр«дук тора 5;

V — скорость перемещения тележки, 1

Амплитуда пульсационных скоростей (как продольных, так и поперечных) для данной глубины Н и данной интенсивности работы волнопродуктора определена ранее образцовым средством измерения.

Амплитуды выходных сигналов по обоим каналам градуируемого преобразователя 4 регистрируются аппаратурой, расположенной на тележке 2.

Затем перемещают градуируемый преобразователь 4 с другой скоростью ,и получают другую частоту входного сигнала для тех же самых условий эксперимента. Снова регистрируют значения выходных сигналов для обоих каналов преобразователя 4 и т.д.

По полученным значениям входных и выходных сигналов строят амплитудночастотные характеристики (A 1X) для двух измерительных каналов градуируемого преобразователя 4.

Измеряют глубину погружения преобразователя 4 и повторяют те же эксперименты для другой величины амплитуды входных сигналов. По полученным результатам строят амплитудные характеристики (АХ) градуируемого преобразователя для различных частот входного сигнала.

Аналогичные результаты можно получить с бегущей гравитационной поверхностной волной, Однако интерпретация получаемой информации в последнем случае будет несколько слож20

Если необходимо отградуировать лишь какой-то олин измерительный канал преобразователя 4, то последний устанавливают в место расположения узла или пучности стоячей волны (в зависимости от вида измерительного канала) и включают волнопродуктор 5 при различных частотах работы, что позволяет определить АЧХ данного канала преобразователя, а перемещение прибора по вертикали позволит получить и его АХ.

Аналогичные результаты также можно получить с внутренними волнами, создаваемыми в гидр«канале в стратифицированной жидкости.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Способ градуировки гидрофиэических преобразователей, заключающийся в воспроизведении на входе градуируемого преобразователя известных значений постоянной скорости путем его перемещения относительно жидкости, при одновременном воспроизведении продольных и поперечных пульсаций скорости с последующей регистрацией выходного сигнала преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, одновременное воспроизведение продольных и поперечных пульсаций скорости проводят путем создания на поверхности жидкости гравитационной волны, а перемещение градуируемого преобразователя проводят вдоль созданной волны, 2. Способ по п.1, о т л и .ч а юшийся тем, что, с целью упрощения практической реализации, на поверхности жидкости создают стоячую гравитационную волну, 3. Устройство для градуировки гидрофиэических преобразователей, содержащее гидроканал с рабочей жидкостью, самодвижущуюся вдоль гидроканала тележку с закрепленным на ней с помощью державки градуируемым преобразователем, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей и образцовые измерительные приборы, установленные на тележке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей выполнено в виде волнопродуктора и волно1492383

5 стью смещения вдоль гидрокана ла.

Составитель А.Заборня

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор С.Патрушева

Заказ 3882/52

Тираж 500

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 вого отра1кателя, установленных в начале и конце гидроканала, а державка градуируемого преобразователя выполнена с воэможностью вертикального перемещения.

4. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что волновой отражатель выполнен с воэможно