Датчик истинной воздушной скорости

 

О П И С А Н И Е 332383

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.Х.1970 (№ 1488044j18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.ill.1972. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 28.IV.1972

М. Кл. G 01р 5/00

Комитет па делам изобретений и открытий ори Совете Ыииистров

СССР

УДК 551.508.54(088.8) Авторы изобретения

И. А. Горенштейн, А. К. Айламазян и В. Г. Кравцов

Заявитель

ДАТЧИ К И СТИ Н НОЙ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться в качестве датчика первичной информации в различных информационно-измерительных системах, используемых на летательнь|х аппаратах, в метеорологии и в других областях науки и техники.

Известны датчики аналогичного назначения, содержащие р азрядные и измерительные электроды, установленные в трубопроводе.

Генератор периодических импульсов, выходной каскад которого выполнен на достаточно мощном тиратроне, через повышающий трансформатор питает ионизирующим током разрядные контакты. Нерекомбинировавшая плазма, остающаяся после каждого разряда, со скоростью, равной скорости контролируемого потока, уносится вдоль трубопровода.

Облась уноса нерекомбинировавшей плазмы распространяется по направлению потока.

В этой части патрубка установлен контакт, в цепи которого при подходе переднего фронта ионизированной метки возникает импульс.

Недостатком этих устройств являются большие инструментальные ошибки в измерении скорости потока при использовании его вне закрытых трубопроводов (например, на оорту летательного аппарата для измерения воздушной скорости), обусловленные значительным градиентом скорости потока вблизи ионизирующих и воспринимающих электродов, который изменяется с изменением скорости и плотности потока.

С целью уменьшения вносимых в поток

5 искажений в предлагаемом датчике ионизирующие и измерительные электроды размещены в гребня.; тела выставляемой в поток трубки, поперечное сечение которой имеет вид фигуры, образованной двумя одинаковыми

10 пересекающимися окружностями, расстояние между точками пересечения которых (т. е. между гребнями трубки) значительно, например в 10 и более раз меньше их диаметра.

iHa фиг. 1 изображен общий вид чувстви15 тельного элемента датчика истинной воздушной скорости; на фиг. 2 — продольный разрез чувствительного элемента; на фпг. 8 — принципиальная электрическая схема датчика.

Чувствительный элемент (фиг. 1 и 2) пред20 ставляет собой выставляемую поток трубку 1 с каналом 2 сложной конфигурации. Поперечное сечение канала 2 имеет вид фигуры, образованной двумя одинаковыми пересекающимися окружностями, расстояние между

25 точками пересечения которых мало по сравнению с их диаметрами (диаметры порядка

10 — 20 лм, расстояние между то гками пересечения 1 — 2 нл) .

В гребнях ? трубки 1 имеются расположен30 ные на одинаковых расстояниях сквозные от332383 верстия, в которые запрессованы изоляторы

4 с электродами 5. На входном конце чувствительного элемента (т. е. на конце, обращенном в сторону набегающего потока) имеется пара ионизирующих электродов 6 (см. также фиг. 2), расстояние которых от группы воспринимающих электродов 5 несколько больше, чем расстояния между электродами этой группы.

Поверхности изоляторов и электродов внутри фигурного канала 2 выполняются заподлицо с внутренней поверхностью, канала в других местах, так что любые поперечные сечения этого канала одинаковы.

Принципиальная электрическая схема датчика включает два одинаковых контура: а) контур питания ионизирующих электродов 6, состоящий из высоковольтного трансформатора 7, выпрямительного диода 8, ограничительного сопротивления 9, конденсатора

10 и выходного трансформатора 11 системы с амовозбуждения; б) контур питания системы воспринимающих электродов 5, содержащий вторичную обмотку трансформатора 12, выпрямительный диод 18, ограничительное сопротивление 14, конденсатор 15 и входной трансформатор 16 системы самовозбуждения. Вторичная обмотка входного трансформатора 16 подключается к входу широкополосного усилителя 17, выход которого подключается к первичной обмотке выходного трансформатора 11. С выхода усилителя 17 получается также выходной сигнал датчика.

Предлагаемый датчик представляет собой автоколебательную систему, которая работает следующим образом. Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 7, выпрямляется диодом 8 и через ограничительное сопротивление 9 заряжает конденсатор 10, В момент, когда разность потенциалов на обкладках конденсатора 10 достигает значения пробивного напряжения, между запальными электродами 6 возникает искровой разряд, в результате которого в потоке воздуха, протекающем через датчик, создается плазменный канал, движущийся вместе с потоком.

С помощью выпрямительной схемы, состоящей из вторичной обмотки трансформатора

12, диода 13 и ограничительного сопротивления 14 на обкладках конденсатора 15, а сле5 довательно, и на воспринимающих электродах 5 поддерживается разность потенциалов меньшая, чем пробивное напряжение, но достаточная для возникновения тихого разряда.

В моменты, когда плазменный канал прохо10 дит вблизи каждой пары воспринимающих электродов 5, сопротивление между ними падает и в токе, протекающем через первичную обмотку трансформатора 16, появляется переменная составляющая, частота f которой

15 пропорциональна скорости протекающего ÷åрез датчик потока воздуха. С вторичной обмотки трансформатора 16 сигнал этой частоты поступает на вход усилителя 17 и далее на первичную обмотку трансформатора 11, вто20 ричная обмотка которого включена в цепь питания ионизирующих электродов 6.

Благодаря этому при выполнении условий самовозбуждения (что достигается регулированием сдвига фазы усилителя 17 или изме25 нением расстояния между ионизирующими и воспринимающими электродами) разряды между ионизирующими электродами будут следовать с той же частотой f, и вся схема будет работать как газоразрядный электрический

30 генератор, частота выходного сигнала которого пропорциональна скорости протекающего через датчик потока воздуха.

Предмет изобретения

Датчик истинной воздушной скорости, содержащий трубку с подключенными к генератору периодических импульсов ионизирующими и измерительными электродами, располо40 женными в направлении потока соответственно, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вносимых в поток искажений, электроды размещены симметрично в гребнях тела трубки с внутренним сечением в виде фигуры, 45 образованной двумя пересекающимися окружностями одного диаметра, расстояние между точками пересечения которых по крайней мере в десять раз меньше их диаметра.

332383

g Д

Составитель С. Непомнящая

Редактор Е. Братчикова Техред Л. Богданова

Корректор Н. Коваленко

Заказ 1022/7 Изд. № 363 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совстс Мпнистров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2