Ротационная установка

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для проведения метрологических исследований преобразователей температуры и электропроводности водных растворов. Целью изобретения является обеспечение возможностей градуировки первичных преобразователей пульсаций температуры и электропроводности , т.е. расширение функциональных возможностей ротационной установки, а также повышение точности проведения градуировочных работ. Для этого ротационная установка дополнительно .содержит нагреватель локального объема жидкости, выполненный в виде инфракрасного лазера, оптический модулятор и прямоугольную призму. При этом призма выполнена с возможностью горизонтального смещения, а оптическая ось лазера и державки установлены параллельно оси вращения цилиндрического гидроканала на одинаковом расстоянии от нее. Кроме того, лазер снабжен сканером луча. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769237/25 (22) 20.11.89 (46) 07.03.92. Бюл, и 9 (71) Научно-производственное объединение

"Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (72) Ю.Н.Власов и Б.И,Заславский (53) 543.25 (088.8) (56) 1.а louille Blanche, 1969,24, М6, с. 635-644, Авторское свидетельство СССР

N 340926, кл. 6 01 М 10/00, 1 970. (54) РотДЦИОННДЯ YCTAHOBKA (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для проведения метрологических исследований преобразователей температуры и электропроводности водных растворов. Целью изоИзобретение относится к технической физике и может быть использовано для динамической градуировки преобразователей температуры и электропроводности водных растворов.

Известна ротационная установка .для гидродинамических исследований, содержащая цилиндр для жидкости и устройство для его осевого вращения, Недостатком данной установки является ограниченность ее использования при метрологических исследованиях.

Известна также ротационная установка, содержащая цилиндрический гидроканал с жидкостью, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси,и державку для крепления испытуемого объ Ы „, 1717987 А1 (я)л G 01 М 10/00, G 01 N 27/06 бретения является обеспечение возможностей градуировки первичных преобразователей пульсаций температуры и электропроводности, т.е. расширение функциональных возможностей ротационной установки, а также повышение точности проведения градуировочных работ. Для этого ротационная установка дополнительно .содержит нагреватель локального объема жидкости, выполненный в виде инфракрасного лазера. оптический модулятор и прямоугольную призму. При этом призма выполнена с возможностью горизонтального смещения, а оптическая ось лазера и державки установлены параллельно оси вращения цилиндрического гидроканала на одинаковом расстоянии от нее. Кроме того, лазер снабжен сканером луча. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. екта, выполненную с возможностью вертикального и горизонтального смещения, Недостатком данной уcTaHoBKvl является ограниченность области применения случаями гидродинамических испытаний различных моделей и градуировкой преобразователей давления скоростного напора.

Целью изобретения является обеспечение возможностей градуировки первичных преобразователей пульсаций температуры и.электропроводности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема ротационной установки; на фиг. 2— пространственная диаграмма, поясняющая ее работу, Установка содержит цилиндрический гидроканал 1 с жидкостью, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси

1717987

20

00, дер>кавку 2 для крепления испытуемого преобразователя 3. При этом державка 2 выполнена с возможностью вертикального и горизонтального смещения вдоль направляющих 4 и 5. Направляющая 5 снабжена шкалой 6, отградуированной в единицах температуры или электропроводности. Установка также содержит инфракрасный лазер 7 непрерывного действия, оптический модулятор 8 с блоком питания и управления, прямоугльную призму 10, выполненную с возможностью горизонтального смещения и установленную так, чтобы лазерный луч 11 был параллелен оси вращения 00 и располагался на одинаковом расстоянии от державки 2 градуируемого преобразователя 3.

Установка также может содержать фокусирующую линзу (не показана) сферическую или цилиндрическую. установленную между поверхностью жидкости и прямоугольной призмой 10, Скэнатор лазерного луча в вертикальной плоскости и датчик положения этого луча выполнены, например соответственно в виде зеркального призматоидэ 12, установленного с возможностью вращения на оси 13 с фокусирующей линзой 14, установленной на фокусном расстоянии от призматойда 12, и в виде датчика угла поворота, состоящего из модуляционного диска 15 и считывающей головки 16, Выход датчиков 15 и 16 угла поворота подключен куправляющему входу блока 9 питания и управления оптического модулятора

8, Ротационная установка работает следующим образом.

Для малых скоростей вращения цилиндрического гидроканала 1 призматоид 12 закрепляют неподви>кно, так чтобы луч 11 и дер>кавка 2 с преобразователем 3 температуры или электропроводности располагались в точках одной окружности 17.

Модулятор 8 в этом режиме модулирует лазерное излучение по гармоническому закону (или по импульсному закону). Включают лазер 7, при этом в зоне облучения лазерного луча 11 в жидкости цилиндрического гидроканала 1 образуется нагретая область, которая при вращении жидкости как бы наплывает на преобразователь 3, Частота следования полученных таким образом неоднородностей температуры или электропроводности зависит от частоты сигнала, задаваемого блоком 9 и скорости вращения гидроканала. Амплитуда выходного сигнала преобразователя 3 зависит от его инерционных свойств, что позволяет определить амплитудно-частотную характеристику преобразователя при подаче на его вход сигналов различной частоты, Для получения амплитудной характеристики преобразователя последний последовательно опускают на различные глубины гидроканала 1. Поскольку из-за поглощения лазерного излучения жидкостью температура и электропроводность изменяются в первом приближении по глубине жидкости (фиг.2) по экспоненте, то по отградуированной в соответствующих единицах шкале 6 можно по показаниям выходного прибора преобразователя 3 и шкалы 6 построить амплитудную характеристику прибора для различных частот входного сигнала.

Для получения предельной чувствительности преобразователя 3 последний смещают на такую глубину, на которой преобразователь уже не реагирует на появление на его входе неоднородности температуры или электропроводности. Данное значение неоднородности также снимают со шкалы 6.

При достаточно большой скорости вращения гидроканала 1 формируемая в жидкости неоднородность будет размываться в процессе ее образования, Размывание неоднородности можно предотвратить путем смещения лазерного луча 11 в положение 17 со скоростью, равной линейной скорости вращения гидроканала 1 на данном радиусе. Если, например, характер модуляции лазерного излучения импульсный, то лазерный луч должен смещаться в направлении вращения в течение времени равного длительности импульса лазера (10 — 10 с).

При этом ввиду большого диаметра ротационной установки (4-6) м и малой длительности лазерного импульса смещение луча может осуществляться не по окружности, а по касательной к ней, Данный принцип реализуется с помощью сканатора лазерного луча, Вращаясь на оси 13, грани призматоида 12 осуществляютугловое сканирование лазерного луча, которое с помощью линзы 14 преобразуется в линейное вертикальное сканирование. Начало сканирования задается одновременно с началом лазерного импульса датчиком 16 углового поворота призматоида 12.

Формула изобретения

1. Ротационная установка, содержащая цилиндрический гидроканал с жидкостью. выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси, и державку для крепления испытуемого объекта, выполненную с возможностью вертикального и горизонтальногосмещения,отл ича ющаяся тем,что, с целью обеспечения возможностей градуи1717987 ровки первичных преобразователей пульсаций температуры и электропроводности, установка дополнительно содержит нагреватель локального обьема жидкости, выполненный в виде инфракрасного лазера, оптический модулятор и прямоугольную призму, при этом прямоугольная призма выполнена с возможностью горизонтального смещения, а оптическая ось лазера и державка установлены параллельно оси вращения циI линдрического гидроканала на одинаковом расстоянии от нее.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности про5 ведения градуировочных работ, дополнительно содержит сканатор лазерного луча в вертикальной плоскости, установленный перед прямоугольной, призмой, и датчик положения лазерного луча, соединенный вы10 ходом с управляющим входом оптического модулятора.

1717987

Составитель Ю,Власов

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор Л,Гратилло

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

Заказ 871 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5