Устройство для измерения скорости ударной волны

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт; свид-ву— (22) Заявлено 18.07.75 (21) 2157553/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.77.Бюллетень №9 (45) Дата опубликования описания28.04.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 549747 (51) М. Кл.е (01 P 5/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.39 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

И. B. Плотников и В. А. Ефимов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении скорости ударных волн в ударных трубах.

Известно устройство для отметки чувствительного элемента ударных волн, которое содержит два датчика, состояших из виброизолируюшего экрана, укрепленных на стенке ударной трубы на фиксированном рассто янии и соединенных с измерителем интер- 10 валов времени (1) . Однако отмечается низкая точность измерения длины базы, а, сле« довательно, и скорости ударной волны из-ва крепления чувствительных элементов через виброизолирукнций слой. t5

Известен прибор для измерения скорости микрометеоритов, который содержит два кон« центрично расположенных на некотором расстоянии друг от друга цилиндрических дат- 20 чика, соединенных с измерителем интервалов времени 121. Однако этот прибор не чувствителен к скорости ударной волны и не может быть использован для измерения ее скорости. 25

Кроме того, известно устройство для измерения скорости ударной волны, которое содержит два пьезоэлемента, укрепленнных на заданном расстоянии друг от друга на стенке ударной трубы, соединенных с измерителем интервалов времени (3). Отмечается низкая точность измерения длины базы и скорости ударной волны. Это обусловлено тем, что пьезоэлементы подвержены воздействию вибраций стенки ударной трубы и поэтому крепятся к ней через мягкий виброизолируюший слой. При этом измерительная база жестко не фиксирована и может изменяться от изменения температуры, давления и воздействия вибраций, Цель изобретения — повышение точности измерения скорости ударной волны. Это достигается тем, что чувствительные элементы жестко укреплены на передних торцах коаксиально расположенных труб, которые жестко соединены между собой у задних торцов, при этом их суммарная длина, по крайней мере, на порядок больше расстояния между пьезоэлементами, Устройство устанавливается внутри канала ударной трубы соосно с

549747 действие устройства основано на возможности неискаженного вырезания центральной части ударной волны B) произ30 водимого трубами 6 и 7. Вырезанная центральная часть потока газа, распространяясь внутри трубы 6, через время $ достигает переднего торца трубы 7. При этом элемент

5 вырабатывает сигнал, останавпиваюший

35 измеритель 10. Измерительная база 3„- может быть точно измерена предварительно, Средняя скорость ударной вопны Ч íàõîдится по формуле:

0,-0, Т Ж

Трубы 6 и 7 имеют достаточно гладкую внутреннюю поверхность. В момент, когда ударная волна достигает торца трубы 6, в 45 ее стенке возбуждается волна механического напряжения, распространяюшаяся в материале трубы 6, основания 8 и трубы 7 в направлении чувствительного элемента 5 со скоростью, превосходяшей скорость удар- 50 ной вопныЧ . Йпя исключения ложного сигней на основании, не связанном с ударнои трубой.

На чертеже изображено данное устройство.

Устройство соосно установлено внутри канала ударной трубы, вкпючаюшей камеру высокого давления 1, диафрагму 2 и канал низкого давления 3. Устройство состоит из двух пьезоэлементов 4 и 5, жестко закрепленных на передних торцах коаксиапьно рас- щ положенных труб 6 и 7 длиною Ц и 1 соответственно, хоторые жестко соединены между собой на основании 8, имеюшем гнездо хреппения градуируемого преобразователя импульсного давления 9. Пьезоэлементы свя-15 заны с измерителем временных интервалов

10.

Устройство работает спедуюшим образом.

Сжатый гаэ, напопняюший камеру 1, прорывает диафрагму 2, при этом по каналу 2е низкого давления 3 начинает распространяться возмушение, формируюшееся в ударную волну. Ударная волна достигает переднего торца трубы 6, при этом элемент 4 вырабатывает сигнал, запускаюший измеритель 25 интервапов времени 10. нала от элемента 5 длина труб 6 и 7 выбирается из условия: 3, 4, где V>> - скорость распространения звуковых хопебаний в материале труб 6 и 7.

Тахим образом, в данном устройстве чувствительные элементы полностью предохранены от воздействия мешаюших вибраций, тем самым обеспечивается возможность их жесткого закрепления, что новышает точность задания и измерения расстояния между ними, а следовательно и точность определения скорости ударной волны, Формула изобретения

Устройство дпя измерения скорости ударной волны, содержашее установленные на фиксированном расстоянии друг от друга два чувствительных элемента, связанные с измерителем временных интервалов, о т и и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, чувствительные элементы жестко захреппены на передних торцах коаксиапьно расположенных труб, которые жестко соединены между собой у задних торцов, при этом их суммарная длина определяется по формуле. а, е, ф ( a где — время прохождения фронтом удаРной волны расстояния между двумя датчиками; — длина коаксиально расположен1> 2 ных труб; — скорость распространения зву38 ковых колебаний в материалв труб.

Источники информации, принятые во вииа мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 250555в 6 01 P 5Л8ю 1968.

2. Патент США № 3296526, 324«70, 1967.

3. Березина N. К. и др. Измерение акэ рости ударной волны. Аэрофизические исслеЮ ю дования сверхзвуковых течений. Наука, 1967, стр. 54-65.

549747

Составитель М. Хаустов

Техред М. Ликовнч Корректор В. Куприянов

Редактор О. Филиппова чипйал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 344/117 Тираж 1052 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5