Ультразвуковой измеритель скоростей потока



Ультразвуковой измеритель скоростей потока
Ультразвуковой измеритель скоростей потока
Ультразвуковой измеритель скоростей потока

 


Владельцы патента RU 2530832:

Общество с ограниченной ответственностью "ЛОМО МЕТЕО" (RU)

Использование: в приборостроении, а именно, в технике измерения параметров ветра, в частности для измерения горизонтальных скоростей и направления ветра, для вертикальной компоненты скорости ветра, а также в аэропортах для обеспечения безопасности полетов воздушных судов. Ультразвуковой измеритель скоростей потока дополнен шестью нагревателями, расположенными по два в каждой измерительной базе, имеющих непосредственный тепловой контакт со своим электроакустическим преобразователем и подключенные через второй коммутатор к источнику питания и контроллеру температуры, также тремя устройствами ИЛИ, устройством управления и вторым счетчиком, выход которого подключен к первому входу устройства управления, ко второму входу которого подключен выход контроллера температуры, а его первый выход подключен к управляющему входу второго коммутатора, при этом второй выход одновременно соединен с установочными (дополнительными) входами устройства синхронизации и вычислительного устройства и первыми входами трех устройств ИЛИ, причем вторые входы первого и третьего устройств ИЛИ подключены к выходу узла выделения третьего периода синусоиды, выход первого устройства ИЛИ одновременно соединен со вторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, выход третьего устройства ИЛИ подключен к второму входу второго триггера, второй вход второго устройства ИЛИ подключен к выходу первого триггера, а его выход - к второму входу второго счетчика, первый вход которого подключен к выходу третьего компаратора. Технический результат - повышение надежности и расширение температурного диапазона функционирования. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно, к технике измерения параметров ветра, в частности для измерения горизонтальных скоростей и направления ветра, а также вертикальной компоненты скорости ветра и может быть использовано в аэропортах для обеспечения безопасности полетов воздушных судов.

В настоящее время в практике метеорологического обеспечения полетов авиации широко используются датчики параметров ветра как винтокрылые, так и акустические анемометры.

Широкое распространение в отечественной и зарубежной практике получили винтокрылые датчики, в которых используются ветреные датчики, которые определяют скорость ветра по угловой скорости вращения, а направление - по расположению вертушек вдоль направления ветра благодаря наличию флюгеров [1, 2, 3].

В настоящее время стали применять для измерения скорости ветра и его направлений акустические анемометры [4], которые имеют преимущество, т.к. не содержат механически вращающихся элементов (вертушек и флюгеров), наличие которых сильно уменьшает надежность измерителей скорости ветра и его направлений.

К недостаткам известных технических решений можно отнести невозможность измерения вертикальной составляющей скорости ветра, что может привести к усложнению условий посадки воздушных судов.

Известен ультразвуковой измеритель пульсирующих скоростей потока [5], содержащий два обратимых электроакустических преобразователя, подключенных через коммутатор к передатчику и приемнику импульсных сигналов, преобразователь временной интервал-цифра, выход которого через блок деления подключен к первому блоку вычитания, синхронизатор и регистратор.

К недостаткам известного измерителя можно отнести его ограниченные возможности, т.к. он предназначен только для измерения скорости ветра, а такие параметры, как направление ветра и вертикальную составляющую ветра измерить невозможно.

Известен ультразвуковой измеритель скоростей потока [6], который содержит три канала измерения скорости ветра I, II и III.

Каждый из каналов измерения скорости ветра включает по два обратимых электроакустических преобразователя, подключенные через коммутатор к передатчику и приемнику импульсных сигналов, преобразователь временной интервал-цифра, выход которого через блок деления подключен к блоку вычитания.

Выходы блока вычитания каждого канала измерения связаны с вычислительным устройством.

Электроакустические преобразователи каждого канала измерения скорости ветра образуют три измерительные базы, расположенные на одинаковом расстоянии L под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60)° в вертикальной плоскости.

К недостаткам известного измерителя скоростей потока можно отнести низкую точность измерения горизонтальной и вертикальной составляющих скоростей ветра и направления ветра.

Известен ультразвуковой измеритель скоростей потока [7], содержащий три канала измерения скорости ветра, каждый из которых включает два обратимых электроакустических преобразователя, подключенные через коммутатор к передатчику и приемнику импульсных сигналов, преобразователь временной интервал-цифра, выход которого через блок деления подключен к блоку вычитания, при этом выходы блоков вычитания всех трех каналов измерения скорости ветра связаны с вычислительным устройством, а электроакустические преобразователи каждого канала измерения скорости ветра образуют три измерительные базы, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60)° в вертикальной плоскости.

Каждый из трех каналов измерения скорости ветра дополнен двумя компараторами, тремя триггерами и узлом выделения третьего периода синусоид, при этом входы компараторов подключены к коммутатору, выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера, выход второго компаратора подключен к узлу выделения третьего периода синусоид, выход первого триггера подключен ко второму входу узла выделения третьего периода синусоид, выход которого подключен ко второму входу второго триггера, ко второму входу первого триггера и ко второму входу третьего триггера, кроме того, первый вход третьего триггера подключен к коммутатору, а выход третьего триггера подключен к первому входу второго триггера, причем выход второго триггера подключен к преобразователю временной интервал-цифра.

К недостаткам известного ультразвукового измерителя скоростей потока можно отнести существенную зависимость точности измерений от технологического разброса параметров электроакустических преобразователей.

Известен ультразвуковой измеритель скоростей потока [8], содержащий три канала измерения скорости ветра, каждый из которых включает два обратимых электроакустических преобразователя, подключенные через коммутатор к передатчику и приемнику импульсных сигналов, два компаратора, входы которых подключены к коммутатору, три триггера и узел выделения третьего периода синусоид, при этом выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера, выход второго компаратора подключен к первому входу узла выделения третьего периода синусоид, выход первого триггера подключен ко второму входу узла выделения третьего периода синусоид, выход которого подключен к второму входу второго триггера и к второму входу третьего триггера, первый вход третьего триггера подключен к коммутатору, выход второго триггера подключен к преобразователю временного интервал-цифра, выход которого через блок деления подключен к блоку вычитания, выходы блоков вычитания всех трех каналов измерения скорости ветра связаны с вычислительным устройством, а электроакустические преобразователи каждого канала измерения скорости ветра образуют три измерительные базы, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60)° в вертикальной плоскости, при этом каждый из трех каналов измерения скорости ветра дополнен последовательно соединенными согласующим устройством, третьим компаратором и счетчиком, четвертым триггером и ключевым устройством, при этом выход счетчика одновременно подключен к второму входу ключевого устройства и первому входу четвертого триггера, выход которого соединен со вторым входом счетчика, а второй вход соединен с выходом узла выделения третьего периода синусоид, первый вход ключевого устройства подключен к выходу третьего компаратора, а его выход - к первому входу второго триггера, вход согласующего устройства соединен с первым входом третьего компаратора.

К недостаткам известного ультразвукового измерителя скоростей потока можно отнести недостаточную надежность, технологичность и повышенные материалоемкость и энергопотребление, что обусловлено значительным количеством активных устройств в каждом канале измерения. Это обстоятельство приводит к сложности изготовления, повышенным масса-габаритным показателям, что увеличивает себестоимость ультразвукового измерителя скоростей потока.

Повышенные масса-габаритные размеры и энергопотребление ограничивают возможность использования таких приборов в переносных и автоматических с автономным питанием метеостанциях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ультразвуковой измеритель скоростей потока [9], содержащий три измерительные базы, включающие по два обратимых электроакустических преобразователя, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60°) в вертикальной плоскости, а также коммутатор, к которому подключены передатчик и приемник импульсных сигналов, три компаратора, четыре триггера, узел выделения третьего периода синусоид, согласующее устройство, счетчик, ключевое устройство и последовательно соединенные преобразователь временной интервал-цифра, блок деления, блок вычитания и вычислительное устройство, а также устройство синхронизации, логический сумматор и шесть ключей, по два в каждой измерительной базе, при этом выход согласующего устройства подключен к входу третьего компаратора, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход счетчика одновременно соединен со вторым входом ключевого устройства и с первым входом четвертого триггера, выход которого подключен ко второму входу счетчика, входы первого и второго компараторов подключены к коммутатору, выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера, выход второго компаратора подключен к первому входу узла выделения третьего периода синусоид, выход первого триггера подключен ко второму входу узла выделения третьего периода синусоид, выход которого подключен ко вторым входам первого, второго, третьего и четвертого триггеров, а первый вход третьего триггера подключен к коммутатору, выход третьего триггера подключен к первому входу ключевого устройства, выход которого подключен к первому входу второго триггера, а выход второго триггера подключен к преобразователю временной интервал-цифра и к устройству синхронизации, первый вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего акустического преобразователя своей измерительной базы, выходы ключей, входы которых подключены к первым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, одновременно подключены к одному входу коммутатора, выходы ключей, входы которых подключены ко вторым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, подключены к другому входу коммутатора, вторые входы ключей первой измерительной базы подключены к первому выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей второй измерительной базы подключены ко второму выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей третьей измерительной базы подключены к третьему выходу устройства синхронизации, первый, второй и третий входы логического сумматора подключены к соответствующим выходам устройства синхронизации, а его выход одновременно подключен к коммутатору и вычислительному устройству.

К недостаткам известного устройства следует отнести низкую надежность и ограниченный температурный диапазон функционирования.

Это связано с тем, что параметры электроакустических преобразователей, имея значительный технологический разброс, существенно зависят от внешних факторов, особенно от температуры окружающей среды. Кроме того, разброс значений этих параметров усиливается после герметизации ультразвуковых преобразователей и механического крепления их в конструкции прибора.

Следует отметить, что механические свойства герметиков под действием температуры окружающей среды изменяются, приводя к дополнительным изменениям параметров электроакустических преобразователей. При этом точность установки длин измерительных баз в приборе обеспечивается за счет более жесткой механической фиксацией электроакустических преобразователей, что приводит к повышению уровня вибрационных помех и, следовательно, к необходимости увеличения в 1,5-2 раза порога срабатывания первого компаратора известного устройства.

Таким образом, уровни сигналов прямого и обратного хода при приеме и излучении в каждой измерительной базе, существенно отличаясь друг от друга уже в процессе изготовления прибора, при эксплуатации в результате воздействия внешних неблагоприятных факторов могут быть ниже порога срабатывания первого компаратора известного устройства, что приведет к сбоям в измерениях и появлению ложной информации.

Более того, известно, что все электроакустические преобразователи даже фирм «Murata» имеют нижний порог температуры функционирования -30°С÷-40°C, что не соответствует требованиям функционирования метеорологических приборов, для которых установленный нижний порог температурного диапазона функционирования составляет -55°C, и является серьезным недостатком устройства.

Кроме того, зафиксированы случаи обледенения (образования наледи) на элементах конструкции измерительной базы известного устройства при воздействии дождя или мокрого снега при температурах окружающего воздуха в диапазоне от 0°C до -2°C или загрязнения рабочих поверхностей электроакустических преобразователей, что приводило к полной потери работоспособности известного устройства и выдаче ложной информации в течение длительного времени, т.к. приборы устанавливаются на значительных расстояниях от диспетчерских пунктов сбора метеорологической информации.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и расширение температурного диапазона функционирования.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого ультразвукового измерителя скоростей потока, который, как и прототип, содержит три измерительные базы, включающие по два обратимых электроакустических преобразователя, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60°) в вертикальной плоскости, а также коммутатор, к которому подключены передатчик и приемник импульсных сигналов, три компаратора, четыре триггера, узел выделения третьего периода синусоид, согласующее устройство, счетчик, ключевое устройство и последовательно соединенные преобразователь временной интервал-цифра, блок деления, блок вычитания и вычислительное устройство, а также устройство синхронизации, логический сумматор и шесть ключей, по два в каждой измерительной базе, при этом выход согласующего устройства подключен к входу третьего компаратора, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход счетчика одновременно соединен со вторым входом ключевого устройства и с первым входом четвертого триггера, выход которого подключен ко второму входу счетчика, входы первого и второго компараторов подключены к коммутатору, выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера, выход второго компаратора подключен к первому входу узла выделения третьего периода синусоид, выход первого триггера подключен ко второму входу узла выделения третьего периода синусоид, а первый вход третьего триггера подключен к коммутатору, выход третьего триггера подключен к первому входу ключевого устройства, выход которого подключен к первому входу второго триггера, а выход второго триггера подключен к преобразователю временной интервал-цифра и устройству синхронизации, первый вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего электроакустического преобразователя своей измерительной базы, выходы ключей, входы которых подключены к первым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, одновременно подключены к одному входу коммутатора, выходы ключей, входы которых подключены ко вторым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, подключены к другому входу коммутатора, вторые входы ключей первой измерительной базы подключены к первому выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей второй измерительной базы подключены ко второму выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей третьей измерительной базы подключены к третьему выходу устройства синхронизации, первый, второй и третий входы логического сумматора подключены к соответствующим выходам устройства синхронизации, а его выход одновременно подключен к коммутатору и вычислительному устройству.

В отличие от прототипа предлагаемый ультразвуковой измеритель скоростей потока дополнен шестью нагревателями, расположенными по два в каждой измерительной базе, имеющих непосредственный тепловой контакт со своим электроакустическим преобразователем и подключенные через второй коммутатор к источнику питания и контроллеру температуры, тремя устройствами ИЛИ, устройством управления и вторым счетчиком, выход которого подключен к первому входу устройства управления, ко второму входу которого подключен выход контроллера температуры, а его первый выход подключен к управляющему входу второго коммутатора, второй выход одновременно подключен к установочным входам устройства синхронизации и вычислительного устройства и первым входам всех устройств ИЛИ, причем вторые входы первого и третьего устройств ИЛИ подключены к выходу узла выделения третьего периода синусоиды, выход первого устройства ИЛИ одновременно соединен со вторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, выход третьего устройства ИЛИ подключен к второму входу второго триггера, второй вход второго устройства ИЛИ подключен к выходу первого триггера, а его выход - к второму входу второго счетчика, первый вход которого подключен к выходу третьего компаратора.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что благодаря введению шести нагревателей, расположенных по два в каждой измерительной базе с непосредственным тепловым контактом со своим электроакустическим преобразователем, второго коммутатора, трех устройств ИЛИ, контроллера температуры, устройства управления, второго счетчика и источника питания обогрева и их взаимодействием с остальными элементами ультразвукового измерителя скоростей потока, обеспечивается расширение температурного диапазона функционирования и повышение надежности и эффективности эксплуатации в сложных метеорологических условиях.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где

на фиг.1 - изображена функциональная схема ультразвукового измерителя скоростей потока;

на фиг.2 - временные диаграммы взаимодействия узлов стабилизации температурного режима;

на фиг.3 - временные диаграммы взаимодействия узлов в случае обледенения (загрязнения).

Ультразвуковой измеритель скоростей потока, содержит три измерительные базы I, II и III, каждая из которых включает по два обратимых электроакустических преобразователя 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, подключенные через ключи 3I и 4I, 3II и 4II, 3III и 4III и через первый коммутатор 5 к передатчику 6 и приемнику 7 импульсных сигналов, первый компаратор 8, второй компаратор 9, первый триггер 10, узел выделения третьего периода синусоид 11, второй триггер 12, третий триггер 13, последовательно соединенные согласующее устройство 14, третий компаратор 15 и счетчик 16, четвертый триггер 17, ключевое устройство 18, последовательно соединенные преобразователь временной интервал-цифра 19, блок деления 20, блок вычитания 21 и вычислительное устройство 22, устройство синхронизации 23, первый выход которого подключен ко вторым входам ключей 3I и 4I, второй выход подключен ко вторым входам ключей 3II и 4II, а третий выход подключен ко вторым входам ключей 3III и 4III, логический сумматор 24, а также шесть обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, расположенных по два в каждой измерительной базе I, II и III, с непосредственным тепловым контактом со своим электроакустическим преобразователем 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, подключенные через второй коммутатор 27 к контролеру температуры 28 и источнику питания 29, устройство управления 30, второй счетчик 31 и первое 321, второе 322 и третье 323 устройства ИЛИ.

Электроакустические преобразователи расположены на одинаковом расстоянии L под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60)° в вертикальной плоскости.

Входы первого компаратора 8 и второго компаратора 9 подключены к первому коммутатору 5, выход первого компаратора 8 подключен к первому входу первого триггера 10, выход второго компаратора 9 подключен к первому входу узла выделения третьего периода синусоид 11, выход первого триггера 10 подключен ко второму входу узла выделения третьего периода синусоид 11, выход которого подключен одновременно к вторым входам первого 321 и третьего 323 устройств ИЛИ, первый вход третьего триггера 13 подключен к коммутатору 5, а выход третьего триггера 13 через ключевое устройство 18 подключен к первому входу второго триггера 12, выход второго триггера 12 подключен к преобразователю временной интервал-цифра 19 и к входу устройства синхронизации 23, выход первого счетчика 16 одновременно подключен к второму входу ключевого устройства 18 и к первому входу четвертого триггера 17, выход которого соединен со вторым входом счетчика 16, а вход согласующего устройства 14 соединен с первым входом третьего триггера 13, первый, второй и третий входы логического сумматора 24 подключены к соответствующим выходам устройства синхронизации 23, а его выход соединен одновременно с коммутатором 5 и вычислительным устройством 22.

Выход второго счетчика 31 подключен к первому входу устройства управления 30, ко второму входу которого подключен выход контроллера температуры 28, а его первый выход подключен к входу управления коммутатора 27, а второй выход одновременно соединен с установочными дополнительными входами устройства синхронизации 23 и вычислительного устройства 22 и с первыми входами всех устройств ИЛИ 321, 322 и 323, причем выход первого устройства ИЛИ 321 одновременно соединен со вторыми входами первого 10, третьего 13 и четвертого 17 триггеров, второй вход второго устройства ИЛИ 322 подключен к выходу первого триггера 10, а его выход - к второму входу второго счетчика 31, первый вход которого подключен к выходу третьего компаратора 15, выход третьего устройства ИЛИ 323 подключен к второму входу второго триггера 12.

Ультразвуковой измеритель скоростей потока работает следующим образом.

В начале устройство управления 30 со своего второго выхода выдает сигнал U302 (см. фиг.2), поступающий на установочные входы вычислительного устройства 22 и устройства синхронизации 23, а через второе устройство ИЛИ 322 на второй вход второго счетчика 31, через третье устройство ИЛИ 323 на второй вход триггера 12 и через первое устройство ИЛИ 321 на вторые входы первого 10, третьего 13 и четвертого 17 триггеров, запрещая начало работы этих устройств.

Одновременно сигналом U301 со своего первого выхода устройство управления 30 подключает обогреватели 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III через второй коммутатор 27 к входу контроллера температуры 28, который измеряет сопротивление обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, пропорциональное температуре этих обогревателей. Так как каждый обогреватель 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III имеет непосредственный тепловой контакт со своим электроакустическим преобразователем 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, то измеренная температура пропорциональна (практически равна) температуре этих электроакустических преобразователей. Выходной сигнал U28 контроллера температуры 28, пропорциональный температуре электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, поступает на второй вход устройства управления 30. В зависимости от текущего значения сигнала U28, пропорционального измеренной температуре, устройство управления 30 определяет необходимый режим работы предложенного ультразвукового измерителя.

Если значения текущей температуры соответствует допустимым пределам, т.е. уровень U29≤Up (см. фиг.2), то устройство управления 30, удерживая второй коммутатор 27 сигналом U301 в состоянии измерения температуры обогревателей. 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, прекращает выдачу сигнала U302, разрешая работу устройству синхронизации 23, вычислительному устройству 22, первому 10, второму 12, третьему 13 и четвертому 17 триггерам и второму счетчику 31.

При этом начинается цикл измерений, который состоит в следующем.

Устройство синхронизации 23 на своих выходах последовательно, начиная с первого, вырабатывает управляющие сигналы U231, U232 и U233, которые последовательно поступают на 1-й, 2-й и 3-й входы логического сумматора 24 и на вторые входы каждой пары ключей 3I и 4I, 3II и 4II, 3III и 4III, подключая пары электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III соответствующей измерительной базы I, II и III к коммутатору 5.

С выхода логического сумматора 24 сигналы U24, вырабатываемые с той же последовательностью, что и на выходах устройства синхронизации 23, поступают на коммутатор 5 и на вычислительное устройство 22, подготавливая их к измерениям последовательно с каждой измерительной базой I, II и III. При этом длительность сигналов с выходов устройства синхронизации 23 и логического сумматора 24 соответствует длительности цикла работы на излучение и прием в обоих направлениях для каждой измерительной базы I, II и III.

Первый коммутатор 5 в течение разрешающего сигнала U241, U242 и U243 с выхода логического сумматора 24, поочередно подключает передатчик 6 и приемник 7 к электроакустическим преобразователям 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III выбранной измерительной базы I, II или III, обеспечивая работу этих электроакустических преобразователей на излучение и прием в прямом и обратном направлениях.

При этом начало каждого излучаемого импульса U6 с коммутатора 5 запускает третий триггер 13, сигнал U13 которого поступает на первый вход закрытого ключевого устройства 18.

Одновременно излучаемый импульс U6 поступает на вход согласующего устройства 14, которое выделяет синусоидальную составляющую импульса генерации U14, поступающую на вход третьего компаратора 15, который имеет порог срабатывания Un=0, что обеспечивает точную фиксацию начала периода синусоидального составляющей излучаемого сигнала U4.

Далее выходные импульсы U15 третьего компаратора 15 одновременно поступают на входы первого счетчика 16, который формирует выходной сигнал U16, соответствующий третьему периоду излучаемого импульса U6, открывающий ключевое устройство 18, и второго счетчика 31, который начинает подсчет периодов излучаемого сигнала U6.

Сигнал U13 с выхода третьего триггера 13 через открытое ключевое устройство 18 поступает на первый вход второго триггера 12 и устанавливает его в единичное состояние, начиная формирование сигнала U12 временного интервала прохода ультразвукового сигнала с задержкой на 3 периода излучаемой частоты fi, i={1,2}.

Одновременно сигнал U16 с выхода счетчика 16 переключает четвертый триггер 17, который своим входным сигналом U17 запрещает работу первого счетчика 16.

Далее принимаемые сигналы U7 (см. фиг.2) поступают на первый компаратор 8, который имеет порог срабатывания Un>0 и всегда больше шумового сигнала приемного канала и второго компаратора 9, который имеет порог срабатывания Un=0, что обеспечивает точную фиксацию начала периода принимаемого синусоидального сигнала U7.

Далее с первого компаратора 8 сигналы U8 поступают на первый триггер 10, сигнал U10 которого поступает на второй вход первого устройства ИЛИ 321 и на второй вход узла выделения третьего периода синусоид 11, который пропускает со второго компаратора 9 сигнал U9, соответствующий третьему периоду принятого ультразвукового сигнала с порогом Un=0, что обеспечивает высокую точность измерений задержки. Этот сигнал поступает на второй вход третьего устройства ИЛИ 323, а с его выхода на вход триггера 12 и возвращает триггер в нулевое состояние.

Сигнал U10 через второе устройство ИЛИ 322 поступает на второй вход счетчика 31, устанавливая его в нулевое состояние и запрещая его работу до формирования следующего импульса U6.

Таким образом, на выходе второго триггера 12 формируется импульс U12, длительность которого определяется только скоростью ветра и скоростью ультразвука и не зависит от его частоты и влияния на нее окружающей среды, что обеспечивает высокую точность измерений.

Одновременно сигнал U11 с выхода узла выделения третьего периода синусоид 11 поступает на второй вход первого устройства ИЛИ 321, а с его выхода на вторые входы первого триггера 10, четвертого триггера 17 и третьего триггера 13 и переводит их в исходное состояние до прихода импульса излучения в обратном направлении.

Далее импульс U12 со второго триггера 12 поступает на входы устройства синхронизации 23 и преобразователь временной интервал-цифра 19, в котором длительность U12 преобразуется в цифру, которая через блок деления 20 поступает на блок вычитания 21, где получают разность времени прохождения ультразвука измерительной базы L в цифре между прямым и обратным направлениями. Расстояния L между электроакустическими преобразователями 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III равны.

При этом по спаду каждого второго импульса U12 с выхода второго компаратора 12 устройство синхронизации 23 прекращает выдачу импульса U231, U232 и u233 по соответствующему выходу, длительность которого соответствует времени на прием и передачу туда и обратно в каждой измерительной базе I, II и III, на время Тзад, необходимое для затухания переходных процессов в устройствах и для записи информации с выхода блока вычитания 21 в вычислительное устройство 22.

По окончании времени Tзад (см. фиг.2) устройство синхронизации 23 вырабатывает на своем следующем выходе управляющий сигнал U23i, где i=1, 2, 3, который подключает следующую измерительную базу I, II и III к коммутатору 5, повторяя описанный ранее процесс измерения разности скорости ультразвука в соответствующей базе.

Так как значение скорости звука в воздухе за время измерения не меняется, то при вычитании она исключается. Результирующая разность скорости определяется только ветровым сносом импульсных ультразвуковых сигналов в измерительных базах I, II и III и не зависит от значений температуры, относительной влажности и атмосферного давления.

Далее разность скорости, полученная в каждой измерительной базе I, II и III с блока вычитания 21, последовательно поступает на вычислительное устройство 22.

Электроакустические преобразователи попарно 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III образуют три измерительные базы, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом (30-60)° в вертикальной плоскости, что позволяет в вычислительном устройстве 22 вычислять горизонтальную скорость и направление ветра, а также вертикальную компоненту скорости ветра по измеренным значениям скорости вдоль каждой из измерительных баз.

В случае, когда температура обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, а следовательно, и электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, будет ниже допустимого уровня, устройство управления 30, не снимая своего запрещающего сигнала U302, со второго выхода, начинает периодически подключать обогреватели 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, через коммутатор 27 то к источнику питания 29, нагревая их, то к контроллеру температуры 28 для контроля текущей температуры обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, и, следовательно, связанных с ними тепловыми контактами соответствующих электроакустических преобразователей.

Таким образом, сигнал U302 (см. фиг.2), запрещающий работу устройства синхронизации 23, вычислительного устройства 22, второго счетчика 31 и первого 10, третьего 13 и четвертого 17 триггеров, будет вырабатываться до достижения текущей температуры обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III, а значит и электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III допустимых значений.

Таким образом, стабилизируется температурный режим работы электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, поддерживающий уровни параметров электроакустических преобразователей в заданных пределах, что предотвращает возможные сбои (пропуски) измерений, которые имели место в известном устройстве при изменении температуры окружающей среды. Это отличие от прототипа значительно повышает надежность и расширяет температурный диапазон функционирования по сравнению с известным устройством.

Кроме того, постоянный контроль и управление температурой функционирования электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, существенно снижает вероятность обледенения на элементах конструкции измерительной базы, где установлены эти преобразователи, что дополнительно улучшает эксплуатационные характеристики предлагаемого устройства. Однако в сложных метеорологических условиях (сильный снегопад и длительный дождь) возможно образование ледяной корки на узлах конструкции, где вмонтированы электроакустические преобразователи.

В этом случае в начале цикла измерений в любой измерительной базе I, II и III, где это обледенение возникло, предлагаемое устройство будет продолжать функционирование следующим образом.

Устройство синхронизации 23 на своих выходах последовательно, начиная с первого, вырабатывает управляющие сигналы U231, U232 и U233 (см. фиг.3), которые последовательно поступают на 1-й, 2-й и 3-й входы логического сумматора 24 и на вторые входы каждой пары ключей 3I и 4I, 3II и 4II, 3III и 4III, подключая пары электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III соответствующей измерительной базы I, II и III к коммутатору 5.

С выхода логического сумматора 24 сигналы U24, вырабатываемые с той же последовательностью, что и на выходах устройства синхронизации 23, поступают на коммутатор 5 и на вычислительное устройство 22, подготавливая их к измерениям последовательно с каждой измерительной базой I, II и III. При этом длительность сигналов с выходов устройства синхронизации 23 и логического сумматора 24 соответствует длительности цикла работы на излучение и прием в обоих направлениях для каждой измерительной базы I, II и III.

Первый коммутатор 5 в течение разрешающего сигнала U241, U242 и U243 с выхода логического сумматора 24, поочередно подключает передатчик 6 и приемник 7 к электроакустическим преобразователям 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III выбранной измерительной базы I, II или III, обеспечивая работу этих электроакустических преобразователей на излучение и прием в прямом и обратном направлениях.

При этом начало каждого излучаемого импульса U6 с коммутатора 5 запускает третий триггер 13, сигнал U13 которого поступает на первый вход закрытого ключевого устройства 18.

Одновременно излучаемый импульс U6 поступает на вход согласующего устройства 14, которое выделяет синусоидальную составляющую импульса генерации U14, поступающую на вход третьего компаратора 15, который имеет порог срабатывания Un=0, что обеспечивает точную фиксацию начала периода синусоидального составляющей излучаемого сигнала U4.

Далее выходные импульсы U15 третьего компаратора 15 одновременно поступают на входы первого счетчика 16, который формирует выходной сигнал U16, соответствующий третьему периоду излучаемого импульса U6, открывающий ключевое устройство 18, и второго счетчика 31, который начинает подсчет периодов излучаемого сигнала U6.

Сигнал U13 с выхода третьего триггера 13 через открытое ключевое устройство 18 поступает на первый вход второго триггера 12 и устанавливает его в единичное состояние, начиная формирование сигнала U12 временного интервала прохода ультразвукового сигнала с задержкой на 3 периода излучаемой частоты fi, i={1,2}.

Одновременно сигнал U16 с выхода счетчика 16 переключает четвертый триггер 17, который своим входным сигналом U17 запрещает работу первого счетчика 16.

Далее принимаемые сигналы U7 (см. фиг.3) поступают на первый компаратор 8, который имеет порог срабатывания Un>0 и всегда больше шумового сигнала приемного канала, и второй компаратор 9, который имеет порог срабатывания Un=0, что обеспечивает точную фиксацию начала периода принимаемого синусоидального сигнала U7.

Однако в случае обледенения уровень принимаемого сигнала U7 будет значительно меньше порогового уровня Un первого компаратора 8, который, с учетом ранее указанных технологических причин, был установлен достаточно высоким для устранения ложных срабатываний. При этом выходной сигнал U8 с компаратора 8 будет отсутствовать и срабатывания первого триггера 10 не произойдет. В результате на его выходе и, следовательно, на выходе второго устройства ИЛИ 322 будет отсутствовать сигнал, запрещающий работу второго счетчика 31, который будет продолжать подсчет числа периодов излучаемого импульса U6.

Когда число превышает пороговое значение Nn, второй счетчик 31 на выходе сформирует сигнал U31 (см. фиг.3). Пороговое число периодов Nn пропорционально максимальному ожидаемому времени появления первой полуволны принимаемого сигнала U7 и определяется соотношением

N n = L б f з в V з в min V u , где

Lб - длина измерительной базы,

Vзв min - минимальная скорость звука в воздухе,

Vu - максимальная скорость ветра, измеренная вдоль оси измерительной базы,

fзв - частота ультразвукового сигнала.

Выходной сигнал U31 второго счетчика 31 поступает на 1-й вход устройства управления 30, который на своем втором выходе вырабатывает сигнал U302, поступающий на установочные входы устройства синхронизации 23 и вычислительной устройство 22, а через первое 321, второе 322 и третье 323 устройства ИЛИ соответственно на вторые входы первого 10, второго 13 и четвертого 17 триггеров и второго счетчика 31, устанавливая их в исходное состояние и блокируя их работу на время действия сигнала U302.

Одновременно устройство управления 30 переходит в режим форсированного обогрева электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III, подключая обогреватели 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III к источнику питания 28 через коммутатор 27 на более длительные периоды времени (см. фиг.3), повышая температуру обогревателей 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III до максимально допустимой для электроакустических преобразователей 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III (или материалов конструкции, например герметиков и т.д.) проводя контроль текущей температуры и поддерживая эту температуру в течение времени, определяемого опытным путем (в зависимости от мощности обогревателей, допустимой максимальной температуры и массогабаритных характеристик конструкции, где устанавливаются электроакустические преобразователи 1I и 2I, 1II и 2II, 1III и 2III).

По завершению 1-го цикла форсированного режима обогрева устройство управления 30 подключает сигналом U301 обогреватели 25I и 26I, 25II и 26II, 25III и 26III через коммутатор 27 к входу контроллера температуры 28, и снимает со своего второго выхода сигнал U302, разрешая начало цикла измерения, который, как это было описано ранее, начинается с формирования сигналов на выходе устройства синхронизации 23 (см. фиг.3).

Если первый цикл форсированного режима обогрева обеспечил устранение обледенения на элементах конструкции всех измерительных баз, то процесс измерения будет проведен в полном объеме для всех измерительных баз I, II и III, как это было описано ранее (см. фиг.2), так как уровень принимаемого сигнала U7 будет превышать порог срабатывания первого компаратора U8 соответственно и первого триггера 10. Выходной сигнал U10 первого триггера 10, поступая через второе устройство ИЛИ на второй вход второго счетчика 31, запрещает его работу и устанавливает его в нулевое состояние, предотвращая формирование на его выходе сигнала U31, который переводит работу устройства управления 30 в режим форсированного обогрева.

Если же устранение обледенения не произошло хотя бы в одной из измерительных баз I, II и III, то, как отмечалось ранее, уровень сигнала U7 в цикле измерений в этой измерительной базе будет меньше порога срабатывания первого компаратора 8, и сигнал на его выходе, а также на выходе первого триггера 10 будет отсутствовать.

В результате второй счетчик 31 будет продолжать подсчет числа периодов импульса генерации U6 до порогового значения Nn.

Поэтому на выходе второго счетчика 31 сформируется сигнал U31, поступающий на вход устройства управления 30, которое начнет проводить следующий цикл форсированного обогрева электроакустических преобразователей, описанный ранее (см. фиг.3). Если число форсированных режимов в процессе ликвидации обледенения превысило более 5, то вычислительное устройство 22 на своем выходе вместо нулевой информации выдаст сигнал неисправности, поступающий на диспетчерский пункт и позволяющий принять соответствующие меры к восстановлению нормальной работы предлагаемого устройства при минимальных потерях времени.

Следует отметить, что такая аварийная ситуация может возникнуть также за счет загрязнения или налипания предметов (например, листьев) на рабочую поверхность электроакустических преобразователей.

Однако вышеописанные особенности алгоритма работы предлагаемого устройства позволяют в кратчайшее время выявить и принять меры к устранению подобных ситуаций, что было невозможно при эксплуатации известного устройства.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить не только повышение надежности и расширение температурного диапазона функционирования, но и повысить эффективность его эксплуатации за счет адаптации алгоритма функционирования в сложных метеоусловиях, обеспечиваемого вновь введенными шестью обогревателями, по два в каждой измерительной базе, и имеющих непосредственный тепловой контакт с соответствующими электроакустическими преобразователями второго коммутатора, контроллера температуры, источника питания, устройства управления, второго счетчика и трех устройств ИЛИ и их взаимодействиям с остальными узлами предлагаемого изобретения, чем достигается повышение безопасности взлета и посадки воздушных судов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, патент на изобретение №2030749, МПК: 6G01P 5/01, 1995 г.

2. Российская Федерация, заявка на изобретение №93049075/28, МПК: 6G01P 5/01, 1996 г.

3. Российская Федерация, патент на изобретение №2093835, МПК: 6G01P 5/01, 1997 г.

4. Российская Федерация, патент на полезную модель №44391, МПК: 7G01P 5/01, 2005 г.

5. Российская Федерация, авторское свидетельство на изобретение №1081544, МПК: G01P 5/00, G01F 1/66, 1984 г.

6. Российская Федерация, патент на полезную модель №77975, МПК: 7G01P 5/01, 2008 г.

7. Российская Федерация, патент на полезную модель №83620, МПК: 7G01P 5/01, 10.06.2009 г.

8. Российская Федерация, патент на полезную модель №108631, МПК: G01P 5/01, 20.09.2011 г.

9. Российская Федерация, патент на полезную модель №113012, МПК: G01P 5/00, 27.01.2012 г. - прототип.

Ультразвуковой измеритель скоростей потока, содержащий три измерительные базы, включающие по два обратимых электроакустических преобразователя, расположенные под углом 120° относительно друг друга и под углом 30-60° в вертикальной плоскости, а также коммутатор, к которому подключены передатчик и приемник импульсных сигналов, три компаратора, четыре триггера, узел выделения третьего периода синусоид, согласующее устройство, счетчик, ключевое устройство и последовательно соединенные преобразователь временной интервал-цифра, блок деления, блок вычитания и вычислительное устройство, а также устройство синхронизации, логический сумматор и шесть ключей, по два в каждой измерительной базе, при этом выход согласующего устройства подключен к входу третьего компаратора, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход счетчика одновременно соединен со вторым входом ключевого устройства и с первым входом четвертого триггера, выход которого подключен ко второму входу счетчика, входы первого и второго компараторов подключены к коммутатору, выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера, выход второго компаратора подключен к первому входу узла выделения третьего периода синусоид, выход первого триггера подключен к второму входу узла выделения третьего периода синусоид, первый вход третьего триггера подключен к коммутатору, выход третьего триггера подключен к первому входу ключевого устройства, выход которого подключен к первому входу второго триггера, а выход второго триггера подключен к преобразователю временной интервал-цифра и к устройству синхронизации, при этом первый вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего электроакустического преобразователя своей измерительной базы, выходы ключей, входы которых подключены к первым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, одновременно подключены к одному входу коммутатора, выходы ключей, входы которых подключены ко вторым электроакустическим преобразователям каждой измерительной базы, подключены к другому входу коммутатора, вторые входы ключей первой измерительной базы подключены к первому выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей второй измерительной базы подключены ко второму выходу устройства синхронизации, вторые входы ключей третьей измерительной базы подключены к третьему выходу устройства синхронизации, первый, второй и третий входы логического сумматора подключены к соответствующим выходам устройства синхронизации, а его выход одновременно подключен к коммутатору и вычислительному устройству, отличающийся тем, что он дополнен шестью нагревателями, расположенными по два в каждой измерительной базе, имеющих непосредственный тепловой контакт со своим электроакустическим преобразователем и подключенные через второй коммутатор к источнику питания и контроллеру температуры, также тремя устройствами ИЛИ, устройством управления и вторым счетчиком, выход которого подключен к первому входу устройства управления, ко второму входу которого подключен выход контроллера температуры, а его первый выход подключен к управляющему входу второго коммутатора, при этом второй выход одновременно соединен с установочными входами устройства синхронизации и вычислительного устройства и первыми входами всех устройств ИЛИ, причем вторые входы первого и третьего устройств ИЛИ подключены к выходу узла выделения третьего периода синусоиды, выход первого устройства ИЛИ одновременно соединен со вторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, выход третьего устройства ИЛИ подключен к второму входу второго триггера, второй вход второго устройства ИЛИ подключен к выходу первого триггера, а его выход - к второму входу второго счетчика, первый вход которого подключен к выходу третьего компаратора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к почвоведению и экологии, в частности к способам измерения эмиссии парниковых газов из почвы и растений с использованием камер для отбора проб.

Изобретение относится к устройствам для измерения воздушных сигналов вертолета. Система воздушных сигналов вертолета содержит многоканальный аэрометрический приемник, имеющий 2n трубок полного давления и 2n приемных отверстий статического давления, выходы 2n трубок полного давления сообщены пневмопроводами со входами пневмоэлектрических преобразователей с электроизмерительными схемами, которые подключены к мультиплексору, выход которого через последовательно соединенные АЦП и микропроцессор подключен к системе отображения информации, выход которой является выходом системы по высотно-скоростным параметрам.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости летательного аппарата.

Изобретение относится к судовым средствам измерения скорости, основанным на излучении электромагнитных волн и приеме отраженных волн от подстилающей поверхности (вода, суша, лед), преимущественно для судов ледового плавания.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано при разработке навигационного оборудования летательных аппаратов. .

Изобретение относится к буровой технике, а именно к способам определения дебитов и плотности пластового флюида нефтяных пластов и слоев пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, объединенных в общий эксплуатационный объект скважины.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано для получения информации о высотно-скоростных параметрах полета ЛA. .

Изобретение относится к дистанционным измерениям вертикального профиля ветра в атмосфере. .

Изобретение относится к дистанционным измерениям векторного поля скоростей и может быть использовано для измерения поля скоростей в жидкостях и газах. .

Изобретение относится к устройству для измерения скорости текучей среды в трубе. Устройство для измерения скорости текучей среды в трубе содержит турбину и гидродинамический подшипник, содержащий подвижный полый стакан (30), один конец которого является глухим и который соединен с лопастями (10.1, 10.2, 10.3), и зафиксированный относительно трубы ствол (32), расположенный в полом стакане и содержащий, по меньшей мере, один первый канал (320), называемый каналом для впуска смазочной жидкости, и, по меньшей мере, один второй канал (325), называемый каналом для отвода смазочной жидкости. При этом первый канал (320) и второй канал (325) образуют участок гидравлического контура, который выполнен с возможностью обеспечения одновременной циркуляции смазочной жидкости между внешней боковой поверхностью ствола (32) и полым стаканом (30), а также между торцом (321) ствола и основанием (300) полого стакана (30), когда подводимая к трубе смазочная жидкость подается под давлением во впускной канал (каналы) (320). Технический результат - расширение диапазона измерения скоростей текучих сред и повышение точности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к области измерения параметров потока текучей среды, протекающей по трубопроводу. Измерительное устройство для измерения скорости потока текучей среды, протекающей в трубопроводе в основном направлении потока, содержащее соединенный с трубопроводом отклоняющий узел, выполненный с возможностью отклонения потока текучей среды от оси основного направления потока трубопровода и направления потока в измерительный участок, при этом отклоняющий узел представляет собой герметичный резервуар, имеющий входную часть, соединенную с входным трубопроводом, выходную часть, соединенную с выходным трубопроводом, и отклоняющую часть, соединенную с входной частью и выходной частью, и содержащий трубчатый элемент, расположенный, по меньшей мере частично, в отклоняющей части и выходной части, причем трубчатый элемент имеет измерительный участок, снабженный средствами измерения скорости потока текучей среды, и соединительный участок, соединяющий трубчатый элемент с выходным трубопроводом, причем отношение площади поперечного сечения каждой из входной части, выходной части и отклоняющей части к площади поперечного сечения трубопровода составляет от 1:1 до 4:1. Технический результат - исключение использования геометрически сложных элементов отклоняющего узла, возможность устранения влияния низкочастотных периодических колебаний. 22 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к методам расчета экстремальных значений гидрометеорологических параметров окружающей среды, которые используются при оценках риска индустриальной деятельности человека. Первый вариант предложенного способа определения режимных характеристик высот ветровых волн включает в себя построение вероятностной функции обеспеченности F(W0) по гистограмме H(Wi), полученной по данным многолетнего временного ряда высот волн Wi, и дальнейшую экстраполяцию функции F(W0) за пределы максимальных величин используемого ряда. При этом экстраполяцию функции F(W0) осуществляют путем построения оптимальной аналитической аппроксимации для гистограммы H(Wi), которую задают в виде известной функции плотности распределения вероятности P(W), а в качестве критерия оптимальности выбора функции P(W) накладывают условие, что относительное отличие низших статистических моментов функции Р(W) от соответствующих моментов гистограммы H(Wi) не превышает среднюю относительную ошибку измерений самих значений ряда высот волн. Второй вариант предложенного способа определения режимных характеристик скорости ветра включает в себя построение вероятностной функции обеспеченности F(W0) по известной гистограмме H(Wi), полученной по данным многолетнего временного ряда скорости ветра Wi, и дальнейшую экстраполяцию функции F(W0) за пределы максимальных величин используемого ряда. При этом экстраполяцию функции F(W0) осуществляют путем построения оптимальной аналитической аппроксимации для гистограммы Η(Wi), которую задают в виде известной функции плотности распределения вероятности P(W), а в качестве критерия оптимальности выбора функции P(W) накладывают условие, что относительное отличие низших статистических моментов функции P(W) от соответствующих моментов гистограммы H(Wi) не превышает среднюю относительную ошибку измерений самих значений ряда скорости ветра. Заявленное изобретение позволяет повысить достоверность и ускорить процедуру определения режимных характеристик высот ветровых волн. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения скорости ветра над морской поверхностью. Технический результат - обеспечение возможности учитывать вклад поверхностного течения в уровень отраженных водной поверхностью радиосигналов, что повышает точность определения скорости ветра. Сущность: установленным на космическом аппарате радиоальтиметром облучают водную поверхность, регистрируют отражённый назад сигнал, по фронту радиоимпульса определяют значимую высоту поверхностных волн, по времени прохождения сигнала до поверхности и обратно определяют крупномасштабный рельеф поверхности, по нему рассчитывают поле поверхностного течения, и определяют скорость ветра по величине отраженного назад сигнала с учётом значимой высоты волн и влияния поля течения на величину отражённого назад сигнала.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара. Заявлен способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды. Способ также включает измерение динамического разрежения в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, изменение режима течения влажного пара по параметрам теплового и/или массового расходов при сохранении значения статического давления, или пассивное ожидание момента возникновения такого обстоятельства, или выбор из памяти контроллера параметров течения влажного пара в прошлый момент времени с требуемым значением статического давления, теплового и массового расходов, определение в выбранном режиме всех параметров, измеряемых в исходном режиме, вычисление по совокупности всех измерений. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к области для регистрации микроперемещений морской воды. Устройство для реализации заявленного способа для измерения скорости течений и волновых процессов в океане выполнено в виде прямоугольного отрезка, открытого с торцов для воды, на одной стороне отрезка находится плоский оптический излучатель, а на противоположной стороне выполнены отверстия разного диаметра для оптических датчиков. При этом отверстия различного диаметра для частиц одного размера расположены на параллельных линиях, перпендикулярных торцам отрезка. Кроме того, при реализации заявленного способа регистрируют времена прохождения одной частицы между тремя точками, которые находятся на одной линии направления течения на равном расстоянии друг от друга, и при их равенстве делают отсчет скорости. Технический результат - регистрация инфранизкочастотных колебаний на любых глубинах и водах любой солености. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости, а также других высотно-скоростных параметров летательного аппарата. Устройство содержит два клиновидных тела, установленные своими основаниями встречно набегающему потоку, два устройства регистрации частот вихреобразования за телами и устройство обработки, выход которого является выходом датчика. Клиновидные тела расположены на одной оси друг над другом, на верхнем и нижнем основаниях перпендикулярно к общей оси клиновидных тел установлены струевыпрямители в виде тонких пластин, выделяющих зоны вихреобразования клиновидных тел. На верхней поверхности одного, например верхнего, струевыпрямителя установлен отверстие-приемник, который через пневмоканал связан с входом пневмоэлектрического преобразователя (датчика) абсолютного давления, выход которого подключен к входу устройства обработки. Устройство обработки выполнено в виде вычислителя, реализующего как алгоритмы определения аэродинамического угла и истинной воздушной скорости, так и алгоритмы определения других высотно-скоростных параметров. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости, а также других высотно-скоростных параметров летательного аппарата, определяющих движение относительно окружающей воздушной среды. Устройство содержит генератор ионных меток, канал регистрации ионных меток в виде системы приемных электродов, расположенных по окружности с центром в точке генерации ионных меток, и блока предварительных усилителей, измерительной схемы в виде канала определения рабочего сектора, являющегося каналом грубого отсчета, канала точного измерения угла в рабочем секторе и канала истинной воздушной скорости, подключенных ко входу вычислительного устройства, выходы которого являются цифровыми выходами по аэродинамическому углу и истинной воздушной скорости. На металлической пластине-маске системы приемных электродов установлено отверстие-приемник для забора статического давления набегающего воздушного потока, которое пневмоканалом связано со входом датчика абсолютного давления, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства. Вычислительное устройство выполнено в виде вычислителя, реализующего как алгоритмы определения аэродинамического угла и истинной воздушной скорости, так и алгоритмы определения других высотно-скоростных параметров движения относительно окружающей воздушной среды согласно уравнениям: где i - номер рабочего сектора грубого канала, в котором находится ионная метка; αo - угол, охватывающий рабочий сектор грубого канала отсчета аэродинамического угла (при αo = 90°); Asinαi и Acosαi - значения синусоидального и косинусоидального информативных сигналов, регистрируемых каналом точного отсчета угла в i-м рабочем секторе; R - расстояния от точки генерации ионной метки до окружности с приемными электродами; τν - интервал времени пролета ионной метки расстояния от точки генерации ионной метки до окружности с приемными электродами; α и VB, Н, ρH, Vпр, М - определяемые высотно-скоростные параметры; Р0 = 101325 Па = 760 мм рт.ст. и Т0 = 288,15 К - среднее абсолютное давление и средняя абсолютная температура стандартной атмосферы при Н = 0; τ = 0,0065 К/м - температурный градиент, определяющий изменение абсолютной температуры воздуха TH при изменении высоты H; R = 29,27125 м/К - газовая постоянная; k = 1,4 - показатель адиабаты воздуха; ρ0 = 0,125 кгс2/м4 - массовая плотность воздуха на высоте Н = 0. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости, а также других высотно-скоростных параметров летательного аппарата (ЛА), определяющих движение ЛА относительно окружающей воздушной среды. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Предложенное устройство содержит генератор ионных меток, канал регистрации ионных меток в виде системы приемных электродов, расположенных по окружности с центром в точке генерации ионных меток, и блока предварительных усилителей, измерительную схему в виде канала определения рабочего сектора, являющегося каналом грубого отсчета, канала точного измерения угла в рабочем секторе и канала истинной воздушной скорости, подключенных ко входу вычислительного устройства, выходы которого являются цифровыми выходами по аэродинамическому углу и истинной воздушной скорости. 4 ил.

Изобретение относится к области метеорологии и касается способа определения профиля ветра в атмосфере. Способ включает в себя излучение приемопередатчиком длинных когерентных импульсов, регистрацию отраженного сигнала, получение доплеровского сигнала на различных высотах в различных направлениях зондирования. Уточнение профиля скорости ветра в пределах длинного участка проводят с учетом полной формы доплеровских спектров по двум или нескольким направлениям зондирования, в которых ширина спектра максимальна и с учетом закона ослабления принимаемой мощности от расстояния до приемопередатчика. Технический результат заключается в повышении чувствительности измерительной системы. 1 ил.
Наверх