Устройство измерения параметровдвухмерного потока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Се®з Саажскнх

Социалистических

- Республик

«iI 80088$

К АВТОРСК©МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.0379 (21) 2733559/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 3001В.1. Бюллетень Йх 4

Дата опубликования описания 30.01.81 (51)М. Кл.з

G 01 P 13/00 государственный комитет

СССР

Ао делам изобретеиий и открытий (53) УДК 532 574 (088.8) (72) Автор изобретения

1 !,, O C

1 ° и

1 Р4 1

О. В. Денисенко!

l ! (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнически институт им. В. И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ IIAPANETPOB

ДВУХМЕРНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к измерению газодинамических параметров неравномерных двухмерных потоков и может быть использовано в автоматизированных системах для проведения аэрогидродинамических экспериментов.

Известны устройства для одновременного измерения направления н давления двухмерного потока, содержащие кОмбинированный трехканальный зонд, подключенный приемником,давления к манометру, а угломерной парой к дифференциальному манометру и перемещенный специальным двухмерным ко- .: ординатным устройством (1). !5

Недостатком этих устройств является то, что необходимые точки конт=. роля и их расположение выбирает оператор, который должен предугадать характер изменения направления и давле- 20 ния исследуемого потока. То с .какой точностью он это сделает и будет опре. делять достоверность результатов измерений, т.е. получение истинной картины измеряемого. потока,в большей степени зависит от опыта и квалифйкации оператора. Кроме того, наличие ручных операций увеличивает время проведения эксперимента и вносит дополнительные ошибки измерен о. 30

Известно устройство для измерения направления и давления двухмерного неравномерного потока, содержащее комбинированный зонд, подключенный к обычному и дифференциальному манометру и перемещаемый электромеханическими узлами углового и линейного перемещения. Угловое перемещение осуществляется либо вручную, либо автоматически, а линейное снабжено программным дискретным устройством, позволяющим обеспечить любые заранее заданные шаги перемещения (21.

Недостатками этого устройства являются неизбежная потеря информации о направлении потока и давления в промежуточных точках положения зонца. Кроме того, часто приходится проводить повторный цикл измерения, поскольку в неравномерном потоке интервалы с резким изменением направления и давления потока необходимо замерять с более густым шагом, а там, где эти параметры изменяются незначительно, такая необходимость

Отсутствует. Все это усложняет и затягивает проведение эксперимента.

Известно устройство непрерывного измерения направления двухмерного потока, содержащее угломерный зонд, 800889 подключенный к входам дифференциального манометра и соединенный с электромеханическими узлами углового и линейного перемещения. В устройст;ве имеется нелинейный блок, выход которого соединен co,âõîäîì электромеханического узла линейного перемещения зонда, а вход его подключен к выходу дифференциального манометра, который соединен с входом электромеханического узла углового перемещения. Использование в таком устройстве комбинированного трехканального зонда позволяет одновременно снимать: .информацию о направлении исследуемого потока и его давлении (3) .

Недостатком .известного устройства является неизбежная потеря информации о измеряемом давлении в неравномерном, с резким изменением давления потоке. В таких потоках возможны режимы, когда при незначительных изменениях направления потока происходит резкое изменение величины измеряемого давления. И независимо от того, проводятся ли измерения шаговым режимом или непрерывно, происходит потеря информации о изменяемом давлении в тех точках, где оно резко изменяется, поскольку линейная скорость непрерывного перемещения зонда критична. лишь к изменению угла. Вместе с"тем,для экспериментатора наиболее важными являются участки с резким изменением давления, а в промежутках, где давление изменяется мало, нет необходимости непрерывногo съема информации. Все это часто вынуждает проводить повторные замеры, позволяющие обращать особое внимание на участки резкого изменения давления, что в свою очеред.- увеличивает время проведения эксперимента.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены релейный элемент и дифференцирующее звено, причем выход дифференциального манометра через релейный элемент соединен с первым входом нелинейного элемента, второй вход которого подключен через дифференцирующее звено к выходу манометра.

Введение новых элементов и соединение их указанным образом позволяет автоматически управлять скоростью линейного перемещения с учетом характера изменения давления и получить истинную картину распределения давления в исследуемом потоке. Например, при резком изменении давления, устройство замедляет скорость линейного перемещения и позволяет с достоверностью непрерывно замерять исследуемый интервал, а при незначительном изменении давления линейная скорость максимальна, что однако не снижает достоверность непрерывного. съема информации.

В случае необходимости дискретного перемещения приемника давления в исследуемом потоке, такое устройство позволяет автоматически выбрать шаг перемещения в зависимости от градиента давления, Это достигается тем, .что съем информации будет производиться через равные промежутки времени, а так как линейная скорость перемещения зонда определяется градиентом давления измеряемого потока, то в тех интервалах, где давление изменяется резко, замеры будут производиться чаще, а мало интересующие нас интервалы с медленным изменением давления замеряются значительно реже.

На чертеже изображена схема устройства измерения параметров двухмерного потока.

Щ Устройство содержит комбинированный трехканальный зонд 1, манометр 2, дифференциальный манометр 3, узлы углового 4 и линейного 5 перемещения зонда, нелинейный блок б, релейный элемент 7 и дифференцирующее звено 8.

Комбинированный зонд 1 с тремя каналами подключен приемником давления к манометру 2, а угломерной парой к дифференциальному манометру 3 и соединен с выходами узлов 4 и 5. Выход узла 3 подключен ко входам узла 4 и релейного элемента 7, выход которого подключен к первому входу нелинейного блока б, выходная характеристика которого имеет вид

0вых =Uynax К0зх при 0зх / -! 0отс с.

06ых =0 при / 06х o 0отс / где 0 — напряжение на выходе peaxe лейного элемента;

0 „ — напряжение на выходе диф40 ференцирующего звена;

0отс — напряжение отсечки;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров элементов блока.

Устройство работает следующим . образом.

Трехканальный зонд 1 своей угломерной парой преобразует угол натекания потока в разность давлений, измеряемую дифференциальным манометром 3. Пусть зонд 1 в исходном положении произвольно ориентирован по потоку, тогда при включении системы сигнал дифманометра 3 приведет зонд через узел 4 во вращение к направле55 нию ориентации по потоку.

Узлы 4 и 5 содержат электродвигатели и усилители мощности к ним, а также механизмы преобразования вращения двигателей в угловое и

gg линейное перемещение зонда соответственно. В момент правильной ориентации зонда по потоку включается рабочая зона нелинейного блока б посредством релейного элемента 7 с зоной срабатывания, определяемой

800889 допустимой угловой погрешностью йс (фиг. 1). Таким образом, линейный участок нелинейного блока б соответствует зоне отсечки U релейного элемента. В этом случае до тех пор, пока зонд не займет правильное угловое положение, напряжение на вы-. ходах блоков б и 7 равно нулю, и слецовательно блок 5 не работает, т.е. зонд не. перемещается по линейной координате.

В момент правильной ориентации зонда по углу на выходе блока 7 .появляется напряжение, включающее рабочую зону (U c ) нелинейного блока б и блок 5 начинает перемещать зонд в следующий слой потока. Линейная скорость перемещения зонда определяется напряжением, поступающим на второй вход нелинейного блока б с дифференцирующего звена 8, подключенного своим входом к манометру 2 приемника давления.

Причем, выходной сигнал блока 6 тем больше, чем меньше сигнал с выхода дифференцирующего звена 8, а при входных напряжениях, больших заданного или при отсутствии сигнала с релейного элемента 7 о правильной ориентации зонда, выходной сигнал . блока б равен нулю. Если в результате линейного движения зонд займет неправильное положение по углу, то блок 7 через блок 6 запретит линейное движение на время отработки угловой ошибки.

ВНИИПИ Заказ 10411/60

Тираж 918 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороп,ул.Проектная,4 формула изобретения

Устройство измерения параметров двухмерного потока, содержащее трехканальный зонд, выполненный в виде приемника давления, подключенного к манометру, и угломерной пары, подключенной к дифференциальному манометру, выход которого соединен со входом электромеханического узла углового перемещения, нелинейный элемент, выход которого подключен к входу электромеханического узла линейного перемещения, при этом выходы узлов перемещения соединены с зондом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности резуль15 татов измерений, в него введены релейный элемент и дифференцирующее звено,причем выход. дифференциального манометра через релейный элемент соединен с первым входом нелинейного

2О элемента, второй вход которого подключен через дифференцирующее звено к выходу манометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петунин А. A. Методы и техни25 ка измерений параметров газового по

В тока. Л., "Машиностроение", 1972.

2. Широков В. С.и Слабченко О. Н.

Программное устройство управления пневматическим зондом, сб. "ЭнергетиМ ческое машиностроение", 1978, вып.25, с. 94.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2501640/18-10, кл.,G P 13/00, 1977 (прототип).