Меточный измеритель скорости потока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газового потока. Целью изобретения является измерение направления потока и повышение помехоустойчивости. Генератор 10 формирует высоковольтные импульсы, которые при поступлении на разрядник 2 приводят к образованию ионных меток, которые уносятся потоком в зависимости от его направления в сторону приемных электродов 3, 4 или 5, 6. При пролете метки через приемные электроды 3, 4 на каждом из них наводятся колоколообразные импульсные сигналы, смещенные относительно друг друга во времени. На выходе дифференциального усилителя 9 выделяется разностный сигнал. Точка пересечения разностного сигнала фиксируется нуль-органом 11, который вырабатывает импульс, поступающий на формирователь 13 импульсов. Длительность импульса, обратно пропорциональная скорости потока, измеряется измерителем 14 временных интервалов и регистрируется выходным устройством 17. Разностный сигнал с дифференциального усилителя 9 поступает также на вход порогового устройства 12 и затем на схему 15 совпадений, на которую также поступает сигнал с формирователя 13 импульсов. Триггер 16 вырабатывает сигнал, поступающий на выходное устройство 17 и несущий информацию о направлении потока. Симметричная схема измерителя позволяет также компенсировать помеху от разрядника. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9)® ((((1 5977 2

А1 (51) 5 С 01 Р 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( (1 (1 б 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRNl

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455165/24-10 (22) 05.07.88 (46) 07. 10. 90. Бюл. М 37 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Ф.А.Ганеев (53) 532. 574 (088.8) (56) Ганеев Ф.А. и др. "Изв. высш. учеб, заведений, Приборостроение", 1985, 28, Р 12, с. 54-58.

Авторское свидетельство СССР (((885896, кл. Г 01 Р 5/22, 1980.

2 (54) ИКТОЧНЬП1 ИЗИКРИТКЛЬ СКОГОСТИ

ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике H может бьггь использовано для измерения скорости газового потока. 1 елью изобретения является измерение направления потока и повышение помехоустойчивости. Генератор 10 формирует «ысоковольтные импульсы, которые при поступлении íà разрядник 2 приводят к образованию ионньгх меток, которые уносятся потоком

1597732 в зависимости от его направления в сторону приемных электродов 3, 4 или

5, 6. При пролете метки через приемники 3, 4 на каждом из них наводятся колоколообразные импульсные сигналы, смещенные относительно друг друга во времени. На выходе дифференциального усилителя 9 выделяется разностный сигнал. Точка пересечения разностного сигнала фиксируется нуль-органом

11, который вырабатывает импульс, поступающий на Аормирователь 13 импульсов. Длительность импульса, обратно пропорциональная скорости пото-15

Изобретение относится к измери- 20 тельной технике и может найти применение для измерения параметров движения, в частности величины и направления скорости потока газа или жидкости, расхода а также при аэро- и гидро-25 динамических исследованиях.

Целью изобретения является расшиРение Аункциональных возможностей за счет измерения направления потока и повышение помехоустойчивости. 30

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2

I временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Измеритель включает проточный канал 1, в котором размещен генератор меток, состоящий из разрядника 2 (искрового или коронного). В канале также размещены основные приемные

3 и 4 и дополнительные 5 и 6 электро- 40 ды. При этом все электроды имеют одинаковые размеры и форму, а основные и дополнительные. электроды расположены симметрично относительно

Разрядника и связаны с усилителями

7 и 8. Выходы усилителей подключены к входу диАференциального усилителя 9.

Разрядник 2 соединен с генератором

10 высоковольтных импульсов, выход дифАеренциального усилителя 9 . — с вхо. 50 дом нуль-органа 1 1 и пороговым ус тройством 12. Нуль-орган подключен к первому входу формирователя 13 импульсов, второй вход которого соединен с генератором 10. Пороговое устройство 12 связано со схемой 15 совпаде55 ний, второй вход которой подключен к выходу Аормирователя 13, выход которого соединен с входом измерителя ка, измеряется измерителем 14 временных интервалов и регистрируется выходным устройством 17. Разностный сигнал с диААеренциального усилителя

9 поступает также на вход порогового устройства 12 и затем на схему 15 совпадений, на которую также поступает сигнал с Аормирователя 13 импульсов. Триггер 16 вырабатывает сигнал, поступающий на выходное устройство 17 и несущий инАормацию о направлении потока. Симметричная схема измерителя позволяет также компенсировать помеху от разрядника. 2 ил.

14 временных интервалов. Выход схемы

15 соединен с первым входом триггера

16, а второй вход триггера — с генератором 10. Выход измерителя 14 временных интервалов подключен к выходному устройству t7 второй вход которого соединен с триггером 16.

Измеритель работает следующим образом.

Генератор 10 Аормирует высоковольтные импульсы П (фиг. 2), которые при поступлении на разрядник 2 приводят к образованию ионных меток в момент времени t . Эти метки уносятся потоком в зависимости от его направления в сторону приемных электродов 3 и 4 или 5 и 6. При пролете метки через приемники 3 и 4 на каждом из них наводятся колоколообразные импульсные сигналы, смещенные один относительно другого во времени.

На выходе дифференциального усилитег ля 9 выделяется разностный сигнал

U . Причем в этом случае разностный сигнал имеет вначале положительную а затем отрицательную полуволну, Точка переаечения разностного сигнала .

Аормируется нуль-органом 11, который вырабатывает импульс, поступающий на формирователь 13 импульсов. Длительность импульса U< равна времени пролета метки на базовом интервале и обратно пропорциональна скорости потока, так как его передний фронт соответствует моменту генерации метки t, а задний — моменту ее регистра— ции, когда она находится точно между электродами приемников 3 и 4.

Разностный сигнал U поступает также на вход порогового устройства

1597732

12, который Аормирует импульс Б длительность которого равна времени, в течение которого сигнал U имеет уровень, превышающий заданное поло— жительное пороговое напряжение. С указанной ситуации сигналы Н и совпадают во времени, поэтому на выходе схемы 15 совпадений Аормируется импульс .U который воздействуя на вход триггера 16; устанавливает на его выходе логическую единицу U6 .

Если направление потока такое, что метка .петит От разрядника в сторону приемников 5 и 6, то разностный сигнал имеет вначале отрицательную полуволну, а затем положительную, При этом точка пересечения через нуль, которую Аиксирует нуль -орган опережает во времени импульс 11д, сАОрми- 2О рОВан ный пороговым )>c Tpo11с тВОм 1 2 .

В этом случае сигналы U u U разнесены во времени и схема совпадений на них не отреагирует.

Следовательно, триггер 16 не изменяет своего нулевого состояния. в которое устанавливает его импульс U„, возникающий B момент генерации метки.

Длительность импульса U измеряется в измерителе 14 временных интервалОв, а результат измерения, на— пример, в Аорме двоичного кода поступает на выходное устройство 17, в котором осуществляется обработка результата изм ения с целью получения линейной выходной характеристики, а также индикация результата измерения скорости потока. Поступающий с триггера 16 сигнал ц на выходное устрой6 ство служит для индикации направления потока. Например, при логической единице принимается положительное направление течения потока, при нуле— отрицательное направление.

Кроме измерения направления, выполнение электродной системы измерителя обеспечивает повышенную помехоустойчивость. Это достигается за счет симметричности конструкции электродной системы относительно источника помехи — искрового разрядника. Поскольку ближние к разряднику электроды включены в цепь преобразования в противоАазе, а уровень помехи, воздействующий на них, одинаковьп1, то в дпААеренциальной схеме они полностью компенсируют один другого. То же происходит с помехой, воздействующей на электроды 4 и 6, Формула и з о б р е т е н и я

Неточный измеритель скорости потока, содержаг.ий проточный канал с размещенными в нем разрядником и двумя приемными элект; одам11, расположенными ВдОль IIoT01

Ю временных интерв ало . — к регистриру1. .— щему устройству, и т л и ч à ю щ и йс я тем, ч":о, с целью расширеы1я

Аункциональных возможностей за счет измерения направления потока и повышения помехоустойчивости, в канале симметрично Основ ньгм приемным элсктрО дам относительно разрядника установлены два дополнительных прие."1н1-1х электрода, из которых соседн1гй с разрядником связан с вторым основным электродом, а второй дополнительный электрод — с первым Основным элекгродом, при этом дополнительно Введень1 схема совпадени11, триггер и пороговое устройство, выход диЫ еренциального усилителя через пороговое устройство связан с первым входом схемы совпадений, второй вход которой подключен к выходу Аормирователя импульсов, а выход — к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом генератора, а Выход— с .регистрирующим устройством.

1597732

Фиг. 2

Составитель N.Âëàcîâ

" Редактор И.Шулла Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 3049 Тираж 449 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101