Патент ссср 173993

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l73 993

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.1.1962 (№ 759961/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 42k, 5

42с, 15

74Ь, 7

МПК G 01l

G 01p

G 08с

УДК 621 — 519: 551.508.5 (088.8) Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Опубликовано 06Х1!!.1965. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 6.Х.1965

Н. Г. Протопопов, М. С. Стернзат, В. И. Ефремычев и Б. И. Протопопова

Авторы изобретения

Заявитель.Чг

" ..Л!„!075.".À

ДИСТАНЦИОННЫЙ АНЕМОРУМБОГРАФ

Подписная группа № 172

Нзвестнь1 дистанционные анеморумбографы, содержащие ветроприемник в виде четырехлопастного воздушного винта, укрепленного в передней части корпуса каплевидной формы и хвостовым оперением в качестве флюгера, тахогенер атор и дв а сел ьсин а-датчика, п р еды азначенные для определения скорости и направления ветра. Эти приборы позволяют измерять или регистрировать только «мгновенные» значения скорости и направления ветра, Для .измерения таких характеристик, как средняя и «мгновенная» скорости ветра в IHBстоящее время применяется технически несовершенная аппаратура типа контактных анемометров со счетчиками.

В предлагаемом дистанционном анеморумбографе вал .ветроприем ника соединен с тахогенератором при помощи конической пары, а с сельсином-датчиком — через редуктор, обеспечивающий преобразование числа оборотов ветроприемника за заданный промежуток ,времени в угловое перемещение ротора сельсина, что позволяет записывать среднюю и

«мгновенную» скорости ветра:на общей шкале ленты самописца.

Кроме того, прибор позволяет регистрировать «мпновенную» скорость ветра в виде полного профиля скорости или,в виде ее превышения над средней скоростью ветра, для чего каретка регистратора средней скорости снабжена переключающим кулачком, поднимающим перо при переходе через линию средней скорости или ограничивающим перемещение пера до этой линии.

Для предохранения механизма вы работки средней скорости от поломки лри значениях скорости, превышающих верхний предел измерений, он снабжен предельным устройством,. отключ ающим сел ьсин-датчик от суммирующе10 го механизма посредством рычага, отводящего собачку от храпового колеса дифферен-. циала при достижении верхнего предела.измерений средней скорости ветра.

Н апр авление. ветр а регистрируется анемо15 румбографом в виде средней за заданный промежуток времени величины, причем внутри этого промежутка регистрация направления ветра возможна либо в виде непрерывной кр»вой, либо в виде дисиретных значений, для

20 чего регистратор направления ветра снабжен реле, периодически подающим питание в электрическую схему устройства.

Для непрерывной подачи энергии анеморумбограф снабжен, коммутирующим реле, авто25 матически .включающим аварийное питание.

На фиг. 1 показана принципиальная схема узла «мгновенной» скорости ветра; на фиг. 2— принципиальная,кинематическая схема узла средней скорости с блоком датчиков; на

30 фиг. 3 — схема узла регистрации, 173993

15 го

Зо

35 ао

55 бО

3

Крыльчатка 1 через коническую пару 2 сопряжена с тахогенератором 8, э, д. с. которого пропорциональна угловой скорости вращения крыльчатки, выпрямляется на мостике 4

Гретца и регистрируется при помощи магпитоэлектрического механизма б, устанавливаемого в регистраторе прибора, путем записи на ленте анеморумбограмм, проградуированных в м/сек.

Регулировочное сопротивление б предназначено для юстировки шкалы прибора, сопротивления 7 — для температурной компенсации сопротивления подвижной катушки на рамке магнитоэлектрического прибора при изменении температуры окружающего воздуха в помещении, где установлен регистратор.

Описанное устройство позволяет регистрировать среднюю и «мгновенную» скорости ветра на общей шкале ленты. При этом имеется возможность регистрировать «мпновенную» скорость ветра в трех вариантах: а) запись «мгновенной» скорости, прерываемой при пересечении линии средней скорости ветра; запись производится при скорости протяжки ленты не менее 120 мм/чае1 б) запись с превышением «мгновенной» скорости, ветра над средней; скорость протяжки ленты не менее 60 мм/чае; в) запись максимальных значений «мгновенной» скорости ветра в каждом десятиминутном интервале; скорость протяжки не более 20 мм/час, Измерение средней скорости основано на принципе измерения пути, проходимого воздушным потоком за выбранный временной интервал осреднения. 3а время осреднения, равное 10 мин, воздушный поток, проходя относительно ветроприемника, заставит его сделать одновременно число оборотов, пропорциональное средней скорости ветра за тот же промежуток времени. Угол поворота выходной оси редуктора, связанного с ветроприемником, пропорционален величине средней скоipocm за данный 10-минутный интервал осред:нения. Дистанционная передача от этого узла к регистрирующему механизму с пером осуществляется с помощью маломощной следящей передачи на бесконтактных сельсинах, включенных в трансформаторном режиме (см. фиг. 2).

Крыльчатка 1 приводится ветром во вращение. Число ее оборотов за 10 мин пропорционально скорости ветра и снижается редуктором, составленным из зубчатых пар 2, 8, 9, 10, 11 до некоторого значения угла поворота выходной оси 12 редуктора, соединенной прп помощи муфты 18 поводкового типа с осью ротора сельсина-датчика 14. Посредством электромеханической муфты, состоящей из дифференциала 1о и электромагнита 16, нормально тормозящего, крайнюю часть дифференциала, выходная ось может быть отключе:на от редуктора. Таким образом, ось ротора сельсина-датчика 14 за 10-минутный интервал осреднения повернется на угол, пропорциопалы|ый величине середней скорости ветра.

О;.|новремепно с осью сельсипа-датчика 14 заводится пружина 17. По исте епии 10 мин электромеханическая муфта сработает и отключит сельсин-датчик от редуктора. Импульс, поступающий от реле времени (не показано), включит электромагнит 1б. При этом собачка 18 растормозит крайнюю часть дифференциала, давая возможность свободно повернуться средней его части (ось 12) относительно второй крайнеи части дифференциала, Под действием пружины 17 рото р сельсинадатчика 14 вернется,в исход|юе положение, поводок 19 повернется до нулевого упора 20.

По око |чании импульса от реле времени электромеханическая муфта вновь подключит сельсип к редуктору, начнется, новая выработка значений средней скорости за 10 мин, в течение которых ротор сельсина-датчика повернется от нулевого положения |на угол, пропорциональный новому значению средней скорости.

Предельный угол поворота сельсина-датчика при максима Ii IIOII средней скорости ветра, принятой условно как 40 м/сек, равен 170 .

Для предотвращения поломки механизма в случае,,когда средняя скорость ветра превысит предел измерения или откажет механизм сброса:на нуль, что может иметь место при отсутствии электропитания, при посылке ложного импульса от реле времени и т. п., датчик снабжен предохранительным устройством, отключающим сельсин от редуктора при достижении предельного угла поворота выходной оси дифференциала. При повороте ва 170 поводок 19 коснется задней части собачки 18 и отведет ее от храпового колеса дифференциала, чем и отключит сельсин-датчик 14 от редуктор а.

С поворотом ротора сельсина-датчика от условного нулевого положения в однофаз ной обмотке сельсипа-приемника (не показан) HIIдуктируется э. д. с. рассогласования, которая через усилитель, собранный на полупроводiHHковых транзисторах, подается на электродвигатель (не показаны) и,приводит его в действие. Этот двигатель сопряжен с .ротором сельсина-приемника и поворачивает его до тех пор, пока э. д. с. в однофазной обмотке сельсина-приемника не упадет до нулевого значения. Во время согласования роторов сельсинадатчика и сельсина-приемника названный электродвигатель приводит в движение регистрирующий механизм с пером (не показан), перемещая его,на величину, пропорциональную средней скорости ветра за данный 10-ми уп|ый интервал времени.

Все вышеописанные детали заключены в трубообразный корпус 21, устанавливаемый с возможностью вращения оп iocHrezI;Io вертикальной оси и снабженный в верхней части обтекаемым, каплеобраз ным корпусом 22 с хвостовым оперением 28:в качестве флюгера, 173993

Повороты корпуса при изменениях напразления ветра передаются на регистратор с помощью следящей системы, выполненной на сельсинах, сельсин-датчик 24 которой показан в нижней части корпуса 21. Ротор сельсинадатчика 24 сопряжен с корпусом через маг нитную муфту, составленную из постоянных магнитов 25 и 2б.

Узел регистрации средней скорости ветра объединен с узлом регистрации «мгновенной» скорости (см. фиг. 3). Э.д. с. рассогласования, возникшая при повороте ротора сельсина-датчика 14 (см. фиг.2) через усилитель (не показан) поступает па электродвигатель 27, который начинает врагцаться, приводя в движение ротор сельсипа-приемника 28 через редуктор, составленный пз зуочатых пар 29 — 82, . вращает его до тех пор, пока це согласует положение ротора сельсина-приемника 28 с положением ротора сельсина-датчика.

Одновременно с согласованием сельспнов перо 88, соединенное гибкой передачей 84 со шкивом 85, сидящим на оси сельсина-прием,ника 28, переместится на величину угла рассогласования, т, е, на величину, пропорцио,нальную средней скорости ветра, После отключения питания от следящей системы перо

88 в течение 9 лин 57 свк пишет прямую, параллельную оси времени, ордината котовой равна в масштабе величине средней скорости за прошедшие 10 мин.

В качестве регистратора «мгновенной» скорости ветра используется магнитоэлектрический механизм 8б, заимствованный из самопишущего миллиам перметра, Отличительной особенностью этого механизма является наличие спрямляющего устройства, позволяющего производить регистрацию мгновенной скорости ветра в прямоугольных координатах.

Для осушествления BbIшеупоминавшихся трех форм записи «мгновенной» скорости ветра на общей шкале ленты на каретке 87 имеется рычаг 88 с кулачками 89 и 40.

Кулачок 89 управляет перескоком пера 41 через линию средней скорости при осуществлении записи по варианту «а». При перемещении рычага 88 влево к„ o 40 ограничит движение пера 41,ниже линии средней скорости,ветра. В этом случае осуществляется за;пись по варианту «б». Для осуществления формы записи по последнему варианту (вариант «в») применяется устройство для фиксации максимальной скорости. Это устройство представляет собой хр апо вой механизм, состоящий из подвижного храпового сектора 42, укрепленного на рычаге-противовесе магнитоэлектрического механизма 8б, и собачки 48, управляемой электромагнитом 44.

В течение каждого десятиминутного интервала измерений собачка скользит по храповому сектору, позволяя стрелке регистрирующего механизма двигаться в сторону увеличения показания. В .конце каждых 10 лин электромагнит отводит собачку 48 от храпового секгора, давая возможность перу 41 «сбросить»

Предмет изобретения

<0

1. Дистанционный анеморумбограф, содержащий ветроприемник в виде четырехлопаст»ого воздушного винта, укрепленного в передней части корпуса каплевидной формы с хвостовым оперением в,качестве флюгера, тахогенератор и два сельсина-датчика, отличающийся тем, что, с целью записи средней и

«мгновенной» скоростей ветра на общей шкале ленты самописца, в нем вал ветроприемника соединен с тахогенератором при помощи конической пары, а с сельсином-датчиком— через редуктор, обеспечивающий преобразование числа оборотов ветроприемника за заданный промежуток времени в угловое перемещение ротора сельсина.

2. Дистанционный ацеморумбограф по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регистраци

«мгновенной» скорости ветра в виде полного профиля скорости или .в виде превышения ее пад средней скоростью ветра,,каретка регистратора средней скорости ветра снабжена переключающим кулачком, поднимающим перо при его переходе через линию средней скорости или ограничивающим движение пера до этой линии. значение максимальной скорости за окончившийся интервал измерения до значения мгновенной скорости в конце этого интервала.

Электромагнит 44 включается контактом 45 I. àñoâoãо механизма 4б, используемого в качестве реле времени. Этот же контакт является датчиком импульса для управления схемой, изображенной па фиг. 2.

11азванный часовой механизм используется

II в качестве привода лентопротяжного устройства, для чего через редуктор 47 он сопряжен с ведущим валом 48, на который наматывается бумажная лента 49 из рулона N через опорный вал 51.

Здесь же расположен узел регистрации наи р авл ения ветр а, сел ьсин-приемник 52 которо-о через червячный редуктор 58 сопряжен с осью звездочки 54, ведущей бесконечную цепь

55, длина которой равна трем длинам начальной окружности звездочки. На цепочке па равных расстояниях друг от друга закреплены три стрелки с перьями 5б. Расстояние между перьями равно длине начальной окружности звездочки. Передача рассчитана таким образом, что один полный оборот флюгера (на 360 ) соответствует перемещению пера по всей ординате шкалы, При перемещении одного из трех перьев из одного крайнего положения в другое начальное положение займет следующее по направлению движения цепи перо. Вышедшее за пределы шкалы перо отводится от бумаги кулачком 57.

Таким образом, последовательная смена указанных трех перьев обеспечивает регистрацию круговой шкалы в прямоугольных коорди,натах, 7

3. Дистанционный анеморумбограф по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью предохранения механизма вьгработки средней скорости ветра от поломки при значениях скорости, превышающих верхний |предел измерений, он снабжен предельным устройством, отклю173993 чающим сельсин-датчик от суммирующего механизма посредством рычага, отводящего собачку от храпового колеса дифференциала при достижении верхнего предела измерений

5 средней скорости ветра.

173993

30 Z9

Составитель Б. Л. Елисеев

Редактор И. Г. Карпас Техред Т. П. Курилко Корректор 0 Б Тюрина

Заказ 2548/13 Тираж 1325 Формат бум. 60)<90 /з Объем 0,45 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2