Устройство для определения направления течения

 

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано при определении характеристик течений на автономных стационарных пунктах наблюдений. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды и повышение точности. С помощью флюгарки 2 устройство ориентируется по течению, отслеживая изменчивость этого течения во времени. При этом гамма-излучение источника 8 обеспечивает формирование засветки рентгеночувствит.ельной ленты в световодонепроницаемой оболочке 12, которая в виде кольца уложена в цилиндрическом корпусе . Засветка пленки в результате наличия пульсаций направления выглядит в виде пятна с неоднородной оптической плотностью. При обработке результатов измерений проводят фотометрирование пленки, плотность почернения которой дает информацию о статистическом распределении характеристик течения во времени. 3 ил. г (Л а

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

МЭЭ

РЕСПУБЛИК (g))g С Gi P 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕЕНИЯМ И ОТНРытИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4665121/! 0 . (22) 20.03,89 (46) 07.05.92. Бюл. В 17 (71) Ленинградский гидрометеорологический институт (72) А.И.Степанюк (53) 532 ° 574 (088 ° 8) (56) Рейфер А.Е. и др. Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам.. — Л.: Гидрометеоиздат, 1971, с. 151-152.

Остроухов А.В. и др. Иорская гидЪ рометрия. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981, с. 199-203. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано при определении характеристик течений на .автономных стационарных пунктах наблюдений..,Я0,, 1732282 А 1

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей за счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды и повышение точности. С помощью

Флюгарки 2 устройство ориентируется по течению, отслеживая изменчивость этого течения во времени. При этбм гамма-.излучение источника 8 обеспечивает формирование засветки рентгеночувствительной ленты в световодонепроницаемой оболочке 12, которая в виде кольца уложена в цилиндрическом корпусе. Засветка пленки в результате наличйя пульсаций направления выглядит в виде пятна с неоднородной оптической плотностью. При обработке результатов измерений проводят фотометрирование пленки, плотность почернения которой дает информацию о статистическом распределении характеристик течения во времени. 3 ил.

32282 410

30

40

50. (фиг.2), обеспечивающими ориентацию катушки по магнитному меридиану. Ка. тушка 4 содержит узкий вырез 7, расположенный на ее северном конце и заполненный радиоактивным источником 8, у например С (период полураспада

5,26 лет) в свинцовой оболочке 9, . снабженной выходным отверстием 10.

Такое расположение источника гаммаиэлучения обеспечивает центробежную

17

Изобретение относится к области гидрометеорологического приборостроения и может быть использовано при оп-ределеиии характеристик течений при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ с установкой на автономных стационарных пунктах наблюдений.

Известно устройство для определения характеристик течений, в том числе — направлений течения, содержащее узел ориентации по течению, выполненный в виде рулевого оперения с обтекателем (флюгарки) и жестко скрепленный с металлическим немагнитным корпусом, внутри которого. Расположен магнитный компас, связанный с узлом регистрации. Корпус устройства выполнен герметичным, а магнитный компас, выполненный в форме оцифрованного по окружности диска с закрепленными на нем магнитами, дополнительно связан с механизмом управления. Механизм управления обеспечивает механическое включение компаса s рабочий режим через фиксированные промежутки времени.

Известное устройство имеет усложненную конструкцию кинематических узлов .. Недостатками является необходимость обязательной герметизации корпуса, а также отсутствие возможностей производства непрерывных измерений направления течения и.его изменчивости во времени. Из-за последнего недостатка статистические характеристики течения; в том числе — направление течения, получают путем обработки дискретных данных при весьма ,ограниченном количестве отсчетов, что

:обуславливает низкую достоверность, оценок этих статистических характеристик (преимущественно- первых четырех моментов РаспРеделения). 4

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения характеристик течения, в том численаправления течения, содержащее иемагнитный корпус, скрепленный с ним

I узел ориентации по течению, выполненный в виде флюгарки, а также - магнитный компас, находящийся .внутри корпуса и узел регистрации. Корпус устройства выполнен герметичным, магнитный компас выполнен в виде стрелки, наклонной по отношению к горизон ту и снабженный канавкой на северном конце,а узел регистрации выполнен в виде набора Разделенных перегородка-ми секторов и линии подачи фиксирующих шариков. При проведении измерений фиксирующие шарики из линии подачи соскальзывают с заданной периодичностью по канавке магнитной стрелки в соответствующий сектор узла регистрации. Зарегистрированное распределение шариков по секторам характеризует направление течения.

Известное устройство имеет упрощенную конструкцию, может длительно (c ограничением по запасу шариков) использоваться в автономном режиме, не требует обязательной герметизации корпуса. Однако данные измерений здесь дискретизированы как по времени, так и по измеряемому параметру (каждый из секторов соответствует

16 направления). В результате этого получаемые путем обработки зарегистрированных данных статистические характеристики направления течения обладают низкой точностью.

Цель изобретения — повышение точности и расширение эксплуатационных воэможностей за счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды.

На фиг. 1 показана общая конструкция устройства; на фиг.2 - конструкция в горизонтальном сечении; на фиг.3 — - пример регистрации данных на рентгеночувствительной ленте.

Устройство содержит немагнитный цилиндрический корпус 1 (фиг.1), скрепленный с ним узел ориентации по течению, выполненный. в виде однолопастной флюгарки 2 со стабилизаторами 3, обеспечивающими поддержание горизонтального расположения устройства при подвеске на гибком тросе. Кроме того, устройство содержит магнитный коипас, выполненный в виде катушки 4, установленной с возможностью свободного вращения на игольчатой опоре 5 и снабженной двумя магнитами 6

5

17322 направленность потока этого излучения.

Узел регистрации устройства выполнен в виде рентгеночувствительной ленты 11 в .водосветонепроницаемой оболочке 12. Лента 11 в hopMe кольца наложена на корпус 1 с закреплением посредством зажимов 13 и 14. При использовании в устройстве с негерметичным корпусом светонепроницаемая оболочка 12 одновременно является и водонепроницаемой.

Рентгеночувствительная лента 11 ориентирована относительно флюгарки

2. Эта ориентация обеспечивается тем, что начало ленты снабжено дополни- тельной контрольной отметкой, например вырезами (фиг.3). Такой отметкой (вырезами) снабжена оболочка 12. При 20 наложении на корпус 1 лента 11 в оболочке 12 закрепляется своим началом в зажиме 13 (фиг.2-, сечение, вид сверху), а своим концом (300 ) в зажиме

14. То есть лля вида сверху лента, 25 должна охватывать корпус, располагаясь против часовой стрелки, Устройство работает следующим образом.

Перед производством измерений в, вырез 7 катушки 4 (фиг.2) помещают . источник постоянного гамма-излучения

8 в оболочке 9. Интенсивность излуче-.

„ния устанавливают путем использования 5 дополнительных свинцовых вкладьппей в:,: оболочку 9 с учетом требуемой дли тельности автономных измерений и технических данных рентгеночувствительной ленты. На корпусе 1 закрепляют в 40 зажимах 13 и 14 рентгеночувствительную ленту 11 в свето- и водонепроницаемой оболочке 12, располагая ее против часовой стрелки при виде сверху. Стыковку начала (О ) с концом 45 (360 ) обеспечивают строго по линии крепления флюгарки 2 к корпусу 1.

Опускают устройство на исследуемый горизонт, например, посредством гибкого троса, скрепленного со стан- .50 .дартной буйковой станцией.

С помощью флюгарки 2 устройство ориентируется по течению, отслуживая изменчивость этого течения, при этом гамма-излучение источника 8 обеспечи- 55 вает формирование засветки 16(фиг.3) соответствующего участка ленты. В результате наличия пульсаций направления засветка 15 выглядит на

82 6 ленте как пятно с неоднородной опти.-. ческой плотностью. При производстве

1 ,измерений в приповерхностных слоях

1 моря при наличии волнения устройство

I может испытывать колебания относительно горизонтальной плоскости, изза чего пятно засветки 15 имеет поперечные размеры.

По окончании измерений ленту снимают, проявляют, а затем обрабатыва- ют, например, с помощью микрофотометра. Обработка производится следующим образом. Устанавливают начало и конец участка ленты. с оптической плотностью, превышающей оптическую плотность вуали. Этот участок разбивают по оси

Х (вдоль ленты) íà п шагов и на каждом шаге (Х,, Х,..., Х;, Х;+,...) определяют суммарную оптическую плотность по формуле:

>М д; = J f(Y)dY, (1)

Ч( где .1 — суммарная оптическая плот4 ность на i-м шаге;

f (Y) — функция распределения оптической плотности засветки пО оси у (поперек ленты) на

i"ì шаг

Y HY - ординаты начала и конца заМ светки по оси Y íà i-м шаге °

Для практических расчетов уместна замена интеграла дискретной суммой вида:

J; = f(y )дУ. (2)

j=(Полученные численные значения J для всех шагов о г Х до Х„ отображают

E функцию плотности распределения направления течения за период времени измерений,.

С учетом исходной ориентации ленты на корпусе устройства шагам Х;,..., Х приводят в соответствие численные зйачения направления течения в градусах относительно магнитного меридиана.

Путем аналогичной обработки в,поперечном сечении получают функцию плотности распределения параметров пачки, что повьппает объем получаемой информации, а соответственно — функциональные возможности устройства.

По полученным функциям плотности распределения известными в математической статистике приемами получают значения требуемых моментов распреде ления. При этом необходимо учитывать также нелинейность взаимосвязи оптической плотности и длительности облуФормула и э о б р е т е н и я

1 Х1+1

Риг. 3

Составитель Ю.Власов

Редактор В.Бугренкова Техред N.Моргентал Корректор С.ыекмар

Заказ 1580 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

7 17322 чеййл участка ленты, которая определяется по известным правилам путем предварительных сенситометрических испытаний.

Устройство для огределения направления течения, содержащее цилинд- 10 рический корпус, выполненный из немагнитного материала, флюгарку, соединенную с корпусом, магнитный. компас, расположенный внутри корпуса, и узел регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я 15

82 8 тем, что, с целью повышения точности и расширения эксплуатационных возможностей эа счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды, дополнительно содержит радиально ориентированный источник гамма-излучения, а узел регистрации выполнен в виде кольца иэ рентгеночувствительной ленты в водосветонепроницаемой оболочке, закрепленной на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса, при этом место стыковки концов ленты расположено напротив флюгарки.

Устройство для определения направления течения Устройство для определения направления течения Устройство для определения направления течения Устройство для определения направления течения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения направления и контроля перемещения объекта в различных системах автоматики Целью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства

Изобретение относится к области океанографических исследований

Изобретение относится к океанографической измерительной технике

Изобретение относится к области исследования сварочной ванны и может быть использовано для определения оптимальных условий сварки и повышения качества сварных соединений

Изобретение относится к исследованиям процессов движения металла в сварочной ванне и образования дефектов шва

Изобретение относится к исследованиям процесса движения металла в сварочной ванне и образования дефек ,трв формы шва

Изобретение относится к приборостроению и позволяет снизить погрешности измерения за счет повышения помехоустойчивости

Изобретение относится к промысловому рыболовству и может быть использовано для тралового рыболовства на океанских акваториях в районах морских течений

Изобретение относится к области авиации и, в частности, к определению воздушных параметров полета летательных аппаратов

Изобретение относится к области измерения аэродинамических углов атаки и скольжения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах мониторинга анемобароклинометрических параметров в летательном аппарате

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения величины и направления составляющей вектора скорости потока в выбранной плоскости

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системе измерения давления системы воздушных сигналов. Система содержит набор крестообразно расположенных отверстий для отбора давления, смонтированных заподлицо на носовом обтекателе летательного аппарата. Три датчика давления соединены с каждым отверстием для отбора давления через пневматические трубы для измерения давления на поверхности от отверстий для отбора давления. Отдельные блоки электропитания соединены с тремя датчиками давления для энергоснабжения датчиков давления у каждого отверстия для отбора давления. Блок обработки данных сконфигурирован для приема входных данных напряжения, соответствующих измеренному давлению на поверхности от датчиков давления. Блок обработки данных выполняет один или несколько уровней проверки неисправностей для обнаружения и изоляции неисправностей датчиков давления и неисправностей, связанных с закупориванием отверстий для отбора давления, исходя из входных данных напряжения. Техническим результатом является повышение точности и надежности оценки давления в воздушной подушке в соответствии с системой FADS. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение для измерения угла атаки воздушного судна, а в более общем случае способно измерять информацию о воздушных параметрах указанного воздушного судна и выявлять нечувствительные к числу Маха, температуре и ошибкам из-за ухода параметров и отклонения. Технический результат – расширение функциональных возможностей. Для этого используется приемник, обеспеченный центральным датчиком, датчиками, смещенными относительно центра, и боковыми датчиками, и указанный приемник соединен с воздушным судном с возможностью поворота вокруг двух ортогональных осей. При этом предложен способ измерения угла атаки продольной оси воздушного судна по отношению к относительному воздушному потоку, причем согласно этому способу используют приемник, который обеспечен на его переднем конце датчиком центрального направления, который размещен на пересечении горизонтальной и вертикальной средних плоскостей указанного приемника, и по меньшей мере двумя датчиками эксцентрического направления средней плоскости, которые параллельны указанному датчику центрального направления и размещены на одинаковом расстоянии от него по обе стороны от указанной горизонтальной средней плоскости указанного приемника. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх