Датчик скорости и направления ветра

 

О П И С А Н И Е 243970

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссюе Сеавтеких

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12.VI1.1967 (№ 1171291/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Х.1969. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 9.Х.1969

Кл. 42о, 15 1ПК O 01p

У ДК 551.508.5(088.8) Комитет по делам изобретений и открытии ори Сосете Яииистрое

СССР

Авторы изобретения А. А. Бельдюшкин, И. П. Кузьминых, А. Г. Рощин и В. И. Слотин

Заявитель

ДАТЧИК СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА

Известны датчики скорости и направления ветра, содержащие ветроприемник в виде воздушного винта, обтекаемый корпус с хвостовым оперением в качестве флюгарки, дифференциальный механизм, приводимый во вращение от ветроприемника, и импульсный преобразователь.

Целью изобретения является упрощение конструкции датчика и повышение его надежности.

Это достигается тем, что в нем дифференциальный механизм выполнен в виде двух кинематических пар с различным:передаточным соотношением, ведомые .шестерни которых размещены на двух соосных валах, несущих кодовые диски, взаимодействующие с импульсаторами импульсного преобразователя на кольцевых ферритовых сердечниках.

На фиг. 1 схематически изображен датчик скорости и направления ветра; на фиг 2 — его разрезы по А — А, Б — Б,  — В и à — Г.

Датчик содержит воздушный винт 1, насаженный на вал 2, и флюгер 8, закрепленный на корпусе 4.

Под воздействием воздушного потока флюгер 8 устанавливается так, что его продольная ось совпадает с направлением ветра, а плоскость винта 1 оказывается ему перпендикулярной. Винт 1 вращается со скоростью, пропроциональной скорости ветра, его вращение передается с передаточным отношением 1: 1 через вал 2 и конические шестерни 5 и б на вал 7.

На валу 7 укреплен латунный диск 8 с прорезью 9. Когда прорезь 9 входит в зазор импульсатора 10 (см. фиг. 2), последний возбуждается и выдает им|пульс напряжения. Таким образом, механическое вращение диска 8 преобразуется в:последовательность импульсов, частота которых равна скорости вращения винта, т. е. пропорциональна скорости ветра.

Вращение винта 1:передается, кроме того, с передаточным отношением 1: 2 от шестерни

11 к шестерне 12. На ступице шестерни 12 укреплен диск И с прорезями 14 и 15 (см. фиг. 21, выполненными на диаметрально противоположных краях диска И. Диск18 входит в зазор импульсатора 1б, и импульсатор 1б возбуждается два раза за один оборот диска 18.

Но поскольку диск 18 вращается в два раза медленнее винта 1, частота,повторения импульсов на выходе импульсатора 1б оказывается равной скорости вращения винта 1.

Если флюгер 8 неподвижен, то можно установить, что при его некотором начальном положении импульсные последовательности на выходах импульсаторов 10 и 1б совпадают по фазе. При повороте флюгера 8 относительно основания 17 в конических передачах 5 — б, 30 11 — 12 происходит сложение скоростей враще243970 ния, т. е. на .вращение шестерен б и 12, обусловленное вращением винта 1, накладывается дополнительное движение поворота флюгера

8 вместе с винтом 1 и валом 2 относительно вертикальной оси датчика.

В результате, диски 18 и 8 получают дополнительный поворот на угол, равный углу поворота флюгера 8, и в них из-за различия передаточных отношений конических передач 5 — б, 11 — 12 возникает рассогласование по фазе.

Импульсные последовательности на выходах импульсаторов 10 и lб также оказываются сдвинутыми по фазе на угол, равный углу поворота флюгера 8. Импульсатор 18, аналогичный импульсатору 10, позволяет получить дополнительное начало отсчета направления, необходимое при измерении осредненного направления ветра.

На валу 7 закреплены, кроме того, дополнительные диски 19 и 20. Диск 19 взаимодействует с импульсатором 21 и имеет большое количество пазов, поэтому на выходе импульсатора 21 за один оборот винта образуется большое количество импульсов, привязанных по фазе к сигналам импульсатора lб. Количество этих импульсов во временном интервале между сигналами от импульсаторов 10 и lб пропорционально углу поворота флюгера 8 независимо от скорости ветра, Диск 20, выполненный с вырезом в виде сектора 180, развернутого относительно диска 8 на 90, взаимодействует с импульсатором 22, На выходе импульсатора 22 при работе датчика получается последовательность импульсов, сдвинутых по фазе на 90 относительно сигнала с импульсатора 10, причем длительность импульсов равна половине периода их следования. Совпадение:по времени сигналов с импульсаторов 10 и 22 или 18 и 22 может служить при измерении осредненного направления критерием для выбора начальной отсчетной точки, наиболее удаленной от углового положения флюгера 8 в начале измерения.

Импульсаторы 10, lб, 18, 21, 22 закреплены на основании 17. При измерении среднего направления это необходимо,для исключения ошибок, которые возникают во время прохождения направления через начало отсчета, так как направление является функцией разрывной.

Таким образом, направление ветра преобразуется в фазовый сдвиг двух импульсных последовательностей.

Дополнительный генератор импульсов на диске 19 с большим количеством пазов позволяет производить цифровой отсчет направления за каждый оборот ветроприемника, а электрическая индикация начального положения флюгера — надежное вычисление осредненного направления с помощью, цифровых автоматических устройств.

Предмет изобретения

Датчик скорости и направления ветра, содержащий ветроприемник в виде воздушного винта, обтекаемый корпус с хвостовым оперением в качестве флюгарки, дифференциальный механизм, приводимый во вращение от ветроприемника, и импульсный преобразователь, отлича ощийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности датчика, в нем дифференциальный механизм выполнен в виде двух кинематических пар с различным передаточным соотношением, ведомые шестерни которых размещены на двух соосных валах, несущих кодовые, диски, взаимодействующие с импульса орами импульсного преобразователя на кольцевых ферритовых сердечни40 к ах.

Я3970 л Ъ

B -В

l"-Г

Редактор И. С. Грузова

Заказ 2465/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 (I

Составитель С. В. Непомнящая

Техрссд Л. Я. Левина

Корректоры: А. Николаева и А. Абрамова