Искровой измеритель скорости и направления воздушного потока

 

Использование: в измерительной технике для измерения скорости и направления ветра. Сущность изобретения: повышение точности достигается за счет того, что источник меток выполнен в виде разрезного промежутка, образованного общим электродом, выполненным в виде равностороннего треугольника, и тремя раздельными электродами с выступами посередине, установленными снаружи равностороннего треугольника, а индикаторные электроды установлены в вершинах контура треугольника общего электрода, при этом раздельные электроды подключены к выходам источника питания, а общий и индикаторные электроды подключены к входам измерительного преобразователя, соединенного с входом вычислительного устройства, выход которого через блок управления соединен с источником питания. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления ветра.

Известно устройство для измерения скорости и направления потока, содержащее источник меток в виде разрядника, подключенного к высоковольтному импульсному генератору, и двух приемников, подключенных к измерительным схемам, при этом один из приемников выполнен кольцевым, а второй - криволинейным, например, в форме спирали Архимеда [1] Однако, это устройство не обладает достаточной чувствительностью к направлению потока в турбулентной среде, в которой происходит быстрое растекание метки и потеря ее первоначального очертания.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель, содержащий источник меток в виде разрядного промежутка между электродами, имеющими выступы, направленные внутрь разрядного промежутка, индикаторные электроды, блок управления и вычислительное устройство.

Этому устройству присущи недостатки, связанные с криволинейным, путем прохождения метки и использования отдельных электродов для измерения спорости, снижающих точность измерений.

Технический результат изобретения повышение точности измерений за счет совместного векторного определения скорости и направления воздушного потока и использования линейных путей прохождения метки.

Указанный результат достигается тем, что в измеритель, содержащий источник меток в виде разрядного промежутка между электродами, имеющими выступы, направленные внутрь разрядного промежутка, индикаторные электроды, блок управления и вычислительное устройство, введены источник питания и измерительный преобразователь, источник меток выполнен в виде разрядного промежутка, образованного общим электродом, выполненным в виде равностороннего треугольника и тремя раздельными электродами с выступами посередине, установленными снаружи равностороннего треугольника параллельно его сторонам, а индикаторные электроды установлены в вершинах контура треугольника общего электрода, при этом раздельные электроды подключены к выходам источника питания, а общий электрод и индикаторные электроды подключены к входам измерительного преобразователя, соединенного с входом вычислительного устройства, выход которого через блок управления соединен с источником питания.

На фиг. 1 приведена структурная схема измерителя, на фиг. 2- диаграмма разложения вектора скорости потока по координатам источника меток.

Искровой измеритель скорости и направления потока содержит источник меток треугольной формы в виде разрядного промежутка между электродами. Три раздельных электрода 1, 2, 3 расположены по периметру равностороннего треугольника вдоль сторон общего электрода 4. Посередине сторон этих электродов имеются выступы 5, 6, 7. В вершинах контура общего электрода установлены индикаторные электроды 8, 9, 10. Раздельные электроды подключены к коммутируемым выходам источника питания 11, соединенного через блок управления 12 с выходом вычислительного устройства 13. Общий и индикаторные электроды соединены с входами измерительного преобразователя 14, выход которого подключен к входу вычислительного устройства.

При подаче напряжений на раздельные электроды 1, 2, 3 между ними и общим электродом 4 в местах расположения выступов 5, 6, 7 возникают искровые каналы-метки, перемещающиеся под действием воздушного потока к индикаторным электродам 8, 9, 10. Напряжения на раздельные электроды поступают с выходов источника питания 11, на которых они включаются поочередно сигналами блока управления 12, формируемыми по командам вычислительного устройства 13. При этом на первый электрод напряжение подается в момент начала измерений, а на каждый последующий-после отключения предыдущего, которое производится при поступлении его метки на индикаторный электрод или если скорость потока ниже пороговой, по истечении времени ожидания, соответствующего нижнему пределу измерения скорости воздушного потока. В измерительный преобразователь 14 при возникновении тонов в цепях общего и индикаторных электродов поступают сигналы начала и конца временных интервалов прохождения меток и направлений их движения, из которых формируются коды временных интервалов и направлений, передаваемые в вычислительное устройство для определения скорости и направления.

Направления и скорости движения меток в разрядных промежутках зависят от ориентации электродов относительно направления воздушного потока и определяются проекциями вектора скорости на линии сторон треугольника, вдоль которых расположены электроды. В цепях повышения точности и чувствительности измерителя направление ϕ и скорость V воздушного потока определяются по двум наименьшим Ti и Tj из трех получаемых в каждом цикле измерений значением времени прохождения меток в разрядных промежутках источника меток от точек их возникновения (выступов/ до индикаторных электродов. Соответствующие скорости движения меток V_i=l/T_i V_j=l/T_j где l длина пути, проходимогo меткой.

На фиг. 2: Vi=V1, Vj=V2 В oбщем случае,если окружность поделить на 60^o сектора, то где m номер 60^o сектора, в котором определяются величины Vi и Vj, зависящие от направления движения меток вдоль разрядных промежутков.

На основании приведенных соотношений вычисляются направление и скорость воздушного потока.

Формула изобретения

Искровой измеритель скорости и направления воздушного потока, содержащий источник меток в виде разрядного промежутка между электродами, имеющими выступы, направленные внутрь разрядного промежутка, индикаторные электроды, блок управления и вычислительное устройство, отличающийся тем, что в него введены источник питания и измерительный преобразователь, а источник меток выполнен в виде разрядного промежутка, образованного общим электродом, выполненным в виде равностороннего треугольника, и тремя раздельными электродами с выступами посередине, установленными снаружи равностороннего треугольника параллельно его сторонам, а индикаторные электроды установлены в вершинах контура треугольника общего электрода, при этом раздельные электроды подключены к выходам источника питания, а общий электрод и индикаторные электроды подключены к входам измерительного преобразователя, соединенного с входом вычислительного устройства, выход которого через блок управления соединен с источником питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2