Устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения аэродинамического давления, и может быть использовано в тоннелях на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Техническим результатом изобретения является расширение области использования устройства для измерения давления воздуха, а именно измерение аэродинамического давления на тоннельные конструкции при движении высокоскоростных поездов. Данное устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения содержит корпус (1), на передней стенке которого установлена эластичная мембрана (2). Внутри корпуса (1) установлен измерительный прибор в виде лазерного дальномера (3), установленный в корпусе (1) таким образом, что его луч (4) перпендикулярен эластичной мембране (2). Корпус (1) устройства присоединен к тоннельной обделке (5). Передача данных на ЭВМ осуществляется через выход (6) с лазерного дальномера (3). 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения аэродинамического давления, и может быть использовано в тоннелях на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Известно устройство для измерения атмосферного давления (RU, №2327963, G01L 19/16, G01D 13/02, G12B 11/02, 20.07.2007), представляющее собой барометр-анероид, содержащий измерительное устройство и абсолютную шкалу отсчета с индикаторным элементом, а также подвижной приведенной шкалой отсчета.

Недостатком данного устройства является невозможность измерения давления в тоннелях при движении высокоскоростных поездов по причине специфических условий работы. Во время движения высокоскоростного поезда по тоннелю перед ним создается резкая волна сжатия, а позади него - волна разрежения воздуха за существенно малый промежуток времени, тогда как указанное устройство создано для работы в условиях давления, постоянного в течение времени несоизмеримо большего, чем время прохождения поезда по тоннелю, то есть скорость фиксации значений барометра меньше, чем скорость движения поезда по тоннелю.

Также известен прибор лазерный дальномер (RU, №2590311, G01С 3/08, G01S 17/08, 27.02.2015), содержащий импульсный полупроводниковый лазер, оптическую систему, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, устройство с индикатором, ключевую схему, фотоприемник, линию задержки, схему совпадения, а также сумматор и устройство поворота изображения для повышения точности измерений.

Недостатком данного устройства является невозможность измерения им перемещений воздуха, через который свободно проходит лазерный луч, отражающийся только от твердых объектов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является разделительное устройство для контроля давления в пылегазовой среде (RU, №2044290, G01L 19/06, 20.09.1995), содержащее корпус и установленную в корпусе эластичную мембрану, разделяющую корпус на две камеры, первая из которых заполнена передающей жидкостью и содержит измерительный прибор в виде манометра, а на входе второй камеры выполнен канал для подсоединения к контролируемой пылегазовой среде.

Недостатком прототипа также является невозможность измерения давления в тоннелях при движении высокоскоростных поездов по двум причинам. Во-первых, корпус с мембраной и измерительным прибором невозможно установить за пределами тоннельной обделки, а во-вторых, скорость фиксации значений манометра также меньше, чем скорость движения поезда по тоннелю.

Задача изобретения - расширение области использования устройства для измерения давления воздуха, а именно измерение аэродинамического давления на тоннельные конструкции при движении высокоскоростных поездов.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения, содержащем корпус и установленную в корпусе эластичную мембрану, измерительный прибор выполнен в виде установленного в корпусе лазерного дальномера, выход которого предназначен для подключения к ЭВМ, а эластичная мембрана установлена на передней части корпуса перпендикулярно лазерному лучу дальномера. Вся совокупность конструктивных признаков позволяет использовать прибор в тоннелестроении при движении высокоскоростных поездов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид устройства.

Устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения содержит корпус 1, на передней стенке которого установлена эластичная мембрана 2. Внутри корпуса 1 установлен измерительный прибор в виде лазерного дальномера 3, установленный в корпусе 1 таким образом, что его луч 4 перпендикулярен эластичной мембране 2. Корпус 1 устройства присоединен к тоннельной обделке 5. Передача данных на ЭВМ осуществляется через выход 6 с лазерного дальномера 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Во время движения высокоскоростного поезда по тоннелю давление, оказываемое на эластичную мембрану 2 волной сжатого воздуха 7, вызывает ее отклонение, которое регистрируется лазерным дальномером 3 в режиме реального времени. После прохождения поезда устройство также фиксирует отрицательное давление, вызванное волной разреженного воздуха позади поезда. Данные с дальномера 3 подаются на ЭВМ через выход 6.

Перед установкой в тоннеле прибор тарируется с составлением графика, отражающего зависимость отклонения мембраны от давления воздуха.

Данное устройство позволяет измерять давление воздуха в тоннелях при прохождении высокоскоростных поездов посредством регистрации механических перемещений эластичной мембраны лазерным дальномером, обеспечивающим высокую скорость съемки и хранение данных.

Устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения, содержащее корпус, установленную в корпусе эластичную мембрану, измерительный прибор, отличающееся тем, что измерительный прибор выполнен в виде установленного в корпусе лазерного дальномера, выход которого предназначен для подключения к ЭВМ, а эластичная мембрана установлена на передней части корпуса перпендикулярно лазерному лучу дальномера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области техники измерения импульсных давлений и может найти широкое применение при создании систем акустического мониторинга окружающей среды.

Изобретение относится к области диагностики вращающихся механизмов и двигателей различных типов, в том числе и двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано, в частности, для определения остаточного ресурса двигателей или оценки технического состояния в эксплуатационных условиях, а также в процессе изготовления или ремонта, а именно к методу для определения основных параметров двигателя.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для регистрации быстропротекающих процессов и определения параметров детонационной и ударной волн.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения малых пульсаций давления, и может быть использовано для измерения параметров технологических сред при исследовании вибраций корпусов, устройств, сосудов, а также в других областях техники.

Изобретение относится к области технической физики и, в частности, может служить для измерения давления нефтепродуктов в резервуарах нефтехранилищ. .

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения среднего значения и пульсаций давления жидкостей и газов и может быть использовано в гидрофизике и гидроакустике.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения высокого давления в жидкостях и в газах. .

Изобретение относится к способам измерений колебаний акустического давления с использованием оптических средетв. .

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с комбинированным лазерным полупроводниковым излучателем содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и раздельно размещенные лазерные излучатели, выполненные в виде полупроводникового лазерного диода.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с сумматором зондирующих пучков содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и два лазерных излучателя со взаимно параллельными излучающими площадками, выходные пучки излучения которых поляризованы и совмещены с помощью оптического сумматора, выполненного в виде двулучепреломляющей плоскопараллельной пластины и полуволновой пластины, установленной перед одним из лазерных излучателей.

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с оптическим сумматором излучения содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и два излучателя в виде полупроводниковых лазерных диодов, выходные пучки излучения которых поляризованы и совмещены с помощью оптического сумматора.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с сумматором зондирующих пучков излучения содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и два излучателя в виде полупроводниковых лазерных диодов, выходные пучки излучения которых поляризованы и совмещены с помощью оптического сумматора.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство, включающее приемный объектив и фотоприемник, и передающее устройство, включающее объектив и два лазерных излучателя, выходные пучки излучения которых поляризованы и совмещены с помощью оптического сумматора, выполненного в виде двулучепреломляющей плоскопараллельной пластины.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с двулучепреломляющим сумматором излучения содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и два лазерных излучателя, выходные пучки излучения которых поляризованы и совмещены с помощью оптического сумматора, выполненного в виде двулучепреломляющей плоскопараллельной пластины.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер с комбинированным лазерным излучателем содержащит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив с фокусным расстоянием Fo.

Лазерный фазовый дальномер содержит передающую систему и приемную систему. Передающая система состоит из масштабного генератора, источника излучения в виде лазера, коллиматора лазерного излучения, поворотного зеркала и поворотной призмы.

Изобретение относится к ручному лазерному дальномеру. Дальномер содержит лазерный узел для определения отличающихся первого и второго расстояний в первом и втором относительных направлениях через короткий промежуток времени и устройство ввода для установки угла между первым и вторым относительными направлениями.

Способ определения расстояния при помощи камеры основан на том, что получают один видеокадр, получают калибровочные характеристики камеры, выделяют на кадре объект, до которого измеряют расстояние.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный измеритель дальности с оптическим сумматором содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив и два излучателя в виде полупроводниковых лазерных диодов, выходные пучки излучения которых поляризованы взаимно перпендикулярно и совмещены с помощью оптического сумматора в виде двулучепреломляющей плоскопараллельной пластины. Причем лазерные диоды установлены со стороны ее грани, противоположной объективу, в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива, двулучепреломляющая пластина наклонена относительно линии, соединяющей излучающие площадки лазерных диодов на угол γ=γн+γс, удовлетворяющий условию ⎜Xo(γ)-Хе(γ)⎜≤ΔХмакс, где γн - номинальное значение угла наклона пластины; γс - постоянная поправка; Xo(γ) и Xe(γ) - продольное положение фокусов соответственно для обыкновенного и необыкновенного пучка лучей; ΔХмакс - предельно допустимое расстояние между фокальными плоскостями; Yo(γ) и Ye(γ) - поперечное положение фокусов соответственно для обыкновенного и необыкновенного пучка лучей; F - положение фокуса объектива на оси x в отсутствие двулучепреломляющей пластины, причем Xo(γ)=F+Yo(γ)/tgγ; Xe(γ)=F+h⋅tgβ/Sinγ+Ye(γ)/tgγ; Yo(γ)=ho*Sin(γ-γo*); Ye(γ)=he*Sin(γ-(γe*+β)); ho*=h/Cos(γo*); he*=h/Cos(γe*+β); h - толщина двулучепреломляющей пластины; ; ; no и ne - показатель преломления соответственно обыкновенного и необыкновенного луча, а расстояние b между излучающими площадками лазерных диодов соответствует условию; ⎜Yo(γ)-Ye(γ)⎜-b=±ΔYмакс/2; ΔYмакс=ΔϕмаксF; Δϕмакс - максимальная ширина диаграммы направленности зондирующего излучения. Технический результат изобретения - точное совмещение фокусов обыкновенного и необыкновенного пучков лучей. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения аэродинамического давления, и может быть использовано в тоннелях на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Техническим результатом изобретения является расширение области использования устройства для измерения давления воздуха, а именно измерение аэродинамического давления на тоннельные конструкции при движении высокоскоростных поездов. Данное устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения содержит корпус, на передней стенке которого установлена эластичная мембрана. Внутри корпуса установлен измерительный прибор в виде лазерного дальномера, установленный в корпусе таким образом, что его луч перпендикулярен эластичной мембране. Корпус устройства присоединен к тоннельной обделке. Передача данных на ЭВМ осуществляется через выход с лазерного дальномера. 1 ил.

Наверх