Комплекс оборудования для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом бассейне

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике морских инженерных сооружений и касается методов испытания трансформации волн в опытовом бассейне на наклонном дне и оборудования для его проведения. Устройство включает бассейн, оборудованный волнопродуктором, волногасителем, волнографами и наклонным дном, к которому прикреплен блок датчиков для измерения нагрузок от ударов волн. В зоне разрушения волны установлена фотовидеоаппаратура для записи процесса разрушения. Показания с волнографов, датчиков и изображение с фотовидеоаппаратуры синхронизированы во времени и записываются на компьютер. Технический результат заключается в возможности регистрации и обработки получаемых значений в реальном времени. 1 ил.

 

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике морских инженерных сооружений и касается методов испытания трансформации волн в опытовом (волновом) бассейне на наклонном дне и оборудования для его проведения.

Известен опытовый бассейн, содержащий прямоугольную чашу, заполненную водой, волнопродуктор, смонтированный вдоль одной из двух сторон чаши, и волногаситель, расположенный вдоль противоположной по отношению к волнопродуктору стороны чаши (патент на изобретение RU 2460666, опубликовано 10.04.2012, МПК G01M 10/00).

Известен способ измерений параметров ударной волны, основанный на измерении давления и скорости фронта ударной волны датчиками, выполненный по авт. св. СССР N 934792, кл. G01L 23/00. Этот способ измерения заключается в том, что по пути распространения ударной волны в исследуемой среде последовательно располагают емкостной и резистивный датчик. О величине давления на фронте ударной волны судят по скачку напряжения в общей схеме включения датчиков, а о скорости фронта ударной волны - по времени между упомянутым скачком и импульсом напряжения емкостного и резистивного датчика. Для определения (отыскания) всех неизвестных в эксперименте измеряются два параметра: давление и волновая скорость вещества. Оба этих параметра фиксируются на одном луче осциллографа, подключенного своим входом к двум упомянутым датчикам.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности записи на компьютер и обработки полученных значений в режиме реального времени.

Известны рекомендации по проведению натурных наблюдений и исследованию креплений откосов грунтовых сооружений и береговых склонов (П 74-2000). Для измерения ударного волнового давления используется блок (кассета) мембранных датчиков, передвигаемый по откосу. Расстояние между датчиками составляет 0.1 от длины волны.

Ключевым недостатком известного способа является то, что данный способ предлагается для натурного наблюдения и не предназначен для физического моделирования в опытовом бассейне, т.е. не предусмотрен процесс генерации волн заданных параметров.

Цель изобретения - измерение силы удара при разрушении волны о наклонное дно, его фотофиксация и измерение параметров волны перед разрушением.

Эта цель достигается за счет дополнительной установки в опытовом (волновом) бассейне наклонного дна, крепления подвижного блока мембранных или тензометрических датчиков к наклонному дну, дополнительной установки фотоаппаратуры для фотофиксации трансформации волн на наклонном дне и синхронизации всех полученных данных на компьютере.

В состав комплекса оборудования для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом (волновом) бассейне входит (Фиг. 1) - Комплекс для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом (волновом) бассейне:

- волновой бассейн (1), содержащий волнопродуктор (к примеру, пневматического типа) (2);

- рабочий участок (наклонное дно) (3) (где размещается блок датчиков (4) для измерения нагрузок от ударов волн, ориентированный перпендикулярно набегающей волне);

- волногаситель (5);

- блок фильтров сигналов от датчиков (7);

- аналого-цифровой преобразователь (8);

- персональный компьютер (9);

- трубопровод для подачи воды из зоны гашения в зону генерации волны (10);

- смотровое окно с установленной фотовидеоаппаратурой для записи обрушения волны на наклонном дне (11). Вместо установки смотрового окна может быть использован прозрачный герметичный контейнер, жестко закрепленный на стенке бассейна.

Комплекс для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом (волновом) бассейне устроен (функционирует) следующим образом.

В волновом бассейне (1) происходит генерация волны волнопродуктором (2). В зависимости от типа волнопродуктора волна может генерироваться с заданными характеристиками (длина, высота, период) и регулироваться компьютером или в случае простой конструкции волнопродуктора (отсутствия возможности подключения к компьютеру) волна генерируется с характеристиками, заданными производителем.

- Заданные характеристики волны проверяются двумя волнографами, в случае их несоответствия заданным происходит автоматическая корректировка управляющего сигнала, подаваемого на волнопродуктор.

- На наклонном дне (3) происходит обрушение волны, при этом измерение силы удара от обрушения волн осуществляется блоком датчиков (4). Предусмотрена возможность жесткой фиксации датчиков на наклонном дне в зоне обрушения волны.

- Сигналы от датчиков подаются в блок фильтров (7), где происходит их усиление и подавление посторонних шумов. Преобразованный в блоке фильтров (7) сигнал подается в аналого-цифровой преобразователь (к примеру, NI-USB 6008) (8).

- После аналого-цифрового преобразователя сигналы передаются в персональный компьютер (9). Где происходит их обработка с последующей записью. Обрушение волны фиксируется через смотровое окно (11) фотовидеоаппаратурой, подключенной к персональному компьютеру (9).

- Все данные, получаемые с измерительной аппаратуры, характеристики волны с волнографов (6), сила удара волн с датчиков (4) и форма гребня волны в момент обрушения, записанные с фотовидеоаппаратуры (11), будут синхронизированы на компьютере. При разрушении волны часть волн гасится о наклонное дно, образуя отраженные волны, а часть - о волногаситель (5). Для исключения влияния отраженных волн в автоматическом режиме происходит постоянная корректировка сигнала, подаваемого на волнопродуктор (2). Зона генерации волн и волногашения соединена трубопроводом (10), при необходимости на трубопровод может быть установлен насос для откачки воды из зоны гашения.

Таким образом, комплекс оборудования для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом бассейне позволяет производить запись всех необходимых данных, а именно: профиль волны в момент обрушения, силу удара волн и характеристики волны перед обрушением.

Комплекс оборудования для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом (волновом) бассейне, включающий волновой бассейн, волнопродуктор, рабочий участок (наклонное дно), блок датчиков для измерения нагрузок от ударов волн, волногаситель, блок фильтров сигналов от датчиков, аналого-цифровой преобразователь, персональный компьютер, трубопровод для подачи воды из зоны гашения в зону генерации волны, смотровое окно с установленной фотовидеоаппаратурой для записи обрушения волны и отличающийся тем, что данный комплекс дает возможность одновременно измерять силу удара при разрушении волны о наклонное дно, производить его фотофиксацию и измерение параметров волны перед разрушением.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в линейных и угловых акселерометрах и может найти применение в сейсмодатчиках, приборах для стабилизации движущихся объектов и инерциальной навигации.

Изобретение относится к датчику ускорения и способу изготовления такого датчика ускорения. Датчик ускорения содержит подложку с поверхностью подложки и пробную массу, которая выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в направлении (x) отклонения, по существу параллельном поверхности подложки первом направлении (x).

Изобретение относится к устройствам для навигации и ориентации в пространстве и может быть использовано для определения направления на географический север. Устройство для определения направления на географический север содержит молекулярно-электронный датчик угловых движений, установленный на платформе, способной вращаться с угловой скоростью, изменяющейся по знаку и абсолютной величине, при этом устройство содержит датчик, измеряющий угловую скорость вращения платформы относительно неподвижного основания, и контроллер, управляющий вращением платформы и выполняющий совместную обработку данных молекулярно-электронного датчика угловых движений и датчика, измеряющего угловую скорость вращения платформы относительно неподвижного основания.

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены четыре дополнительных подвижных электрода емкостных преобразователей перемещений, выполненные в виде пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с двух сторон из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, восемь дополнительных неподвижных электродов емкостных преобразователей перемещений, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны и расположенные непосредственно на подложке так, что они образуют с дополнительными подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений конденсаторы в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, четыре дополнительных подвижных электрода электростатических приводов, выполненные в виде пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с двух сторон из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, девять дополнительных неподвижных электродов электростатических приводов, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на подложке так, что они образуют электростатическое взаимодействие с подвижными электродами электростатических приводов в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, шестнадцать «П»-образных систем упругих балок, выполненные в виде пластин из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, и двадцать одна дополнительная опора, выполненные из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на подложке, причем две инерционные массы выполнены с перфорацией, а подложка и неподвижные электроды емкостных преобразователей перемещений выполнены из полупроводникового материала.

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены четыре дополнительных неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке так, что они образуют конденсатор с подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, четыре дополнительных неподвижных электрода электростатических приводов, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке так, что они образуют конденсаторы с подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, восемь дополнительных опор, выполненные из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке, восемь дополнительных «П»-образных систем упругих балок, выполненных из полупроводникового материала и расположенных с зазором относительно полупроводниковой подложки, причем четыре подвижных электрода емкостных преобразователей перемещений выполнены в виде «Т»-образных пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с трех сторон, четыре неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений объединены в один, а инерционная масса выполнена с перфорацией.

Устройство относится к измерительной технике, а именно к датчикам угловых ускорений, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции. Датчик угловых ускорений с жидкостным ротором содержит чувствительный элемент и тороидальный корпус, заполненный жидкостью.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в МЭМС акселерометрах и гироскопах. Емкостный датчик перемещений содержит широтно-импульсный модулятор, подвижный электрод и выполненные на изоляционных обкладках неподвижные электроды, размещенные симметрично относительно подвижного электрода с одинаковыми зазорами, каждый неподвижный электрод разделен пополам, а одинаковые части, размещенные с разных сторон подвижного электрода на одинаковом расстоянии от оси качания, соединены между собой перекрестно и составляют два дифференциально включенных измерительных конденсатора, которые при равных зазорах имеют одинаковую емкость, при этом неподвижные электроды, находящиеся на одной изоляционной обкладке, разделены асимметрично относительно оси качания и перекрывают всю площадь подвижного электрода, а ответные неподвижные электроды выполнены симметрично относительно плоскости подвижного электрода.

Изобретение относится к навигационным устройствам, в частности может быть использовано для определения направления на географический север. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения направления на географический север.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит две дифференциальные измерительные емкости, источник опорного напряжения, пару ключей зарядки измерительных емкостей, генератор тактовых импульсов, инвертор напряжения, пару ключей для съема сигнала с измерительных емкостей и фильтр нижних частот.

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в навигационно-пилотажных системах летательных аппаратов. Сущность изобретения заключается в том, что чувствительный элемент микроэлектромеханического гироскопа выполнен из монокристаллического кремния, представляющий конструкцию «рамка в рамке».

Заявляемое изобретение относится к области экспериментальной техники, в частности к нагружателям гидравлическим, и может быть использовано преимущественно в стендах прочностных испытаний натурных конструкций, в том числе авиационных.

Настоящее изобретение относится к области лабораторных теплофизических измерений и, в частности, к определению тепловых, аэродинамических и гидравлических параметров рекуперативных теплообменных аппаратов различных типов, выполняемых в ходе учебной подготовки специалистов в области теплотехнического оборудования, испытаний теплообменных аппаратов с целью определения их основных параметров.

Изобретение относится к океанографической технике, а именно к морским измерительным системам. Профилирующая измерительная система включает морскую стационарную платформу (9), на которой установлен снабженный средством контроля своего положения приборный контейнер (1) с датчиками.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике и касается определения характеристик моделей погруженных морских сооружений в опытовых ледовых бассейнах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для тестирования как серийных, так и опытных гидрозащит погружных электродвигателей.

Группа изобретений относится к способам и устройствам, используемым для расчета пропускной способности проектируемых гидравлических трактов транспортных и дозирующих систем в химической, нефтехимической, авиационной, текстильной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, в частности узлов транспортирования клеевых составов в сборочных производствах с клеевыми соединениями.

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно к экспериментальной гидромеханике корабля. Предложен опытовый бассейн для испытаний моделей судов и морских инженерных сооружений преимущественно во льдах, включающий холодильную камеру с системой охлаждения и каналом, заполненным соленой водой, на поверхности которой образовано ледяное поле с торосами, а также установку сжатия подводной части торосов, содержащую размещенные по обоим бортам канала друг против друга погруженные в воду вертикально расположенные упорные плиты, оснащенные упругой мембраной, установленной на верхнем торце плиты, и гидропривод с подвижными штоками, соединенными с упорными плитами для их горизонтального перемещения.

Изобретение относится к области судостроения и касается проведения экспериментальных исследований на моделях ледоколов и судов ледового плавания в ледовых опытовых бассейнах.

Изобретение относится к способу испытаний гидроэлектрической турбины, позволяющему выполнять испытания турбины до ее окончательной установки на дне моря путем моделирования прохождения приливно-отливных течений воды через турбину.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к техническим средствам экспериментальной гидромеханики судна, в частности к устройствам для гидродинамических испытаний масштабных моделей надводных судов на открытом водоеме методом буксировки.
Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе, при проведении лабораторных работ и практических занятий. Заявленная экспериментальная установка для исследования характеристик насосов содержит станину, на которую установлен тестируемый насос с водоподводящей головкой на входе и шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой, содержащей расходомер, датчик давления, емкость с рабочей жидкостью, компьютер, подключенный через электронный преобразователь сигналов к расходомеру и датчику давления контрольно-измерительной аппаратуры, которые размещены на водоподводящей головке и шланге высокого давления, и электродвигателю, который через шлицевую муфту соединен с тестируемым насосом, согласно изобретению компьютер дополнительно связан через электронный преобразователь сигналов с шаговыми электродвигателями, установленными на тестируемом насосе и связанными через зубчатые колеса с лопатками, расположенными перед рабочим колесом испытуемого насоса. Технический результат заключается в увеличении глубины и ширины исследований центробежных насосов за счет применения и управления шаговыми электродвигателями, регулирующими положение лопаток. 4 ил.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике морских инженерных сооружений и касается методов испытания трансформации волн в опытовом бассейне на наклонном дне и оборудования для его проведения. Устройство включает бассейн, оборудованный волнопродуктором, волногасителем, волнографами и наклонным дном, к которому прикреплен блок датчиков для измерения нагрузок от ударов волн. В зоне разрушения волны установлена фотовидеоаппаратура для записи процесса разрушения. Показания с волнографов, датчиков и изображение с фотовидеоаппаратуры синхронизированы во времени и записываются на компьютер. Технический результат заключается в возможности регистрации и обработки получаемых значений в реальном времени. 1 ил.

Наверх