Двухкомпонентный фотоэлектрическийизмеритель скорости betpa

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<««>847206

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250679 (21) 2782830/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.0781. Бюллетень 11о 26 (512м. кд.

G 01 P 5/06

Государстве««иый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) У4К532.57 (088. 8) Дата опубликования описания 150781

Б. Н. Федотов, A. А. Логинов, A. О. Леонов и A. Г. Шляховский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВЕТРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-, зовано в метеорологии для измерения вектора скорости ветра..

Известен измеритель скорости ветра, содержащий ветроприемник в виде лойастного винта и флюгарки, пересчетнйе схемы, блоки осреднения и регистратор, пересчетные схемы и блоки осреднения которого выполнены в виде двух дисков, кинематически связанных с лопастным винтом вдоль диаметров которых установлены оси, на которые . насаженьт два дополнительных диска, кинематически связанных с флюгаркой и .посредством двух механических дифференциалов с первыми дисками, при этом выходные оси дифференциалов при помощи контактных устройств соедине-

Ны с регистратором, содержащим храповые механизмы и .суммирующие реверсивные устройства Г1).

Недостаток данного измерителянизкая точность измерений, обусловленная наличием большого количества кинематических связей.

Известен также фотоэлектрический измеритель скорости ветра. Этот прибор содержит два диска, установленных в корпусе прибора на подшипниках качения, вращаемых ветром, на которых нанесены светлые и темные полосы. Один иэ дисков предназначен для измерения скорости, а второй— для измерения направления ветра.

Электронная схема прибора содержит источники света (светоизлучающие диоды) и фотоприемники, соединенные

10 с регистратором t2) .

Недостатком этого прибора является большая погрешность определения найравления ветра и зависимость ее величины от равномерности скорости вращения диска.

Цель изобретения - повышение точности измерения направления ветра.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель введены две ортого

20 нальные светонепроницаемые пластины, разнесенные по высоте и расположенные между диском и фотоприемниками, и две кинематически связанные шес терни с передаточным числом, равным

1:4. При этом одна шестерня закреплена на оси вращения флюгарки, а вторая жестко соединена со светонепроницаемыми пластинами.

На чертеже представлен предлагае30 мый измеритель, вид сбоху (разрез).

847206

Двухкомпонентный измеритель скорости ветра содержит источник 1 све-. та, расположенный вне корпуса флюгарки 2, осью вращчения которого. является полая. труба 3, расположенная над источником света, .на которой закреплены два цилиндрических фотоприемни,ка 4 и 5 шестерня б и отражатель 7, установленный над источником света.

Фотоприемники 4 и 5 представляют собой полоски фоточувствительного материала, имеющие небольшой зазор в местах соединения с ними линий связи с регистратором. Такая конструкция их обеспечивает возможность форми-рования электрических импульсов при любом положении флюгарки. С шестерней

6 кинематически связаны (передаточное число равно 1:4.) две взаимно перпендикулярные пластщ ы 8, соединенные с шестерней 9, разнесенный по высоте и жестко скрепленные со свободно поса- 20 женной на оси вращения, скрепленной с корпусом флюгарки 2 шестерней 9, входящей в зацепление с неподвижной шестерней б, установленной на полой трубе 3.. При полном повороте флюгарки (на 360О) шестерня 9 разворачивается только на 90О, что обеспечивает формирование однополярных импульсов, т.е. формируются импульсы, пропорциональные Vs in д и Vcos 4, где Ч .сЧ" d

30 скорость потока, oL — курсовой угол ветра.. Ширина пластин 8 меньше ширины отражателя 7, что обеспечивает формирование световых импульсов при любом положении флюгарки (и,следовательно, пластин 8), Отражатель 7 установлен. асимметрично, так, что один .его край совпадает с диаметральной плоскостью .(и с плоскостью, в которой установлена ось шестерни 9), На одном уровне с пластинами 8 и от- 40 ражателем 7 установлен отражатель 10, кинематически связанный с лопастным винтом 11 через диск 12.

Электрические импульсы, формируемь1е Фотоприемниками 4 и 5, поступают 4 по линиям связи в регистратор (на чертеже не показан).

Измеритель ветра работает следующим образом.

СветЬвой поток от источника.1 света через полую трубу 3 и отражатели 7 и 10 направляется на фотопри-. емники.4 и 5, Период затемнения, зависящий от угла разворота флюгарки (и положения пластин 8), характеризует величину составляющих вектора скорости ветра на ортогональные оси, одна из которых совпадает с диамет.— . ральной плоскостью корабля, Количество импудьсов, формируемых с помощью отражателя 10, характеризует скорость 4© потока.

Суммируют величины составляющих эа некоторый период времени, напри-. мер с помощью синхронного двигателя, вращающего барабан,с которым в моменты затемнения фрикционно связываются с помощью электромагнитов одни диски,: а в моменты формирования световых импульсов - другие диски. Поскольку отражателей 10 можно иметь несколько, промежутки между ними целесообразно изготовлять равными ширине отражателей 10, что упрощает последующие расчеты. Интервалы времени, формируемые в моменты поступления световбго потока на фотоприемники, пропорциональны V - Vcos— и V - Vsin +-,а промежутки времени

4 между момейтами формирования этих импульсов пропорциональны V + Vcos— и Ч + Vsin — . Суммируя эти интервалы си.

4 иЧ. времени путем подключения соответствующих дисков к барабану, приводимому в движение барабаном, связанным с синхронным двигателем, осредняют их за некоторый промежуток времени. Посредством механических дифференциалов или иным аналогичным путем осуществляют вычисления величин пропорциональных соз ф и Ysi n < ((М ЧсОз 4НЧ-Чсж 4 )Д-2ЧС09и аналогично ((Ч чн п-j-jV-Чп п-Д=1Чипч

4)(4Г

Имея величины Vein ф и Чсов ф, определяют t

Устройство эа счет исключения разворота флюгарки при изменении направления ветра. позволяет существенно повысить точность измерения, Формула изобретения

Двухкомпонентный фотоэлектрический йзмеритель скорости ветра, содержащий ветроприемник,выполненный в виде лопастного винта и флюгарки, пересчетную схему в виде диска со светлыми и темными полосами, кинематически связанного с лопастным винтом, и фотопреобразователь скорости вращения, выполненный в виде оптически связанных с диском источника света и двух фотоприемников, подключенных к регистратору импульсов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения направления ветра,. в него введены две ортогональные светонепроницаемые пластины, разнесенные по высоте и расположенные между диском и фотоприемником, и две кинематически связанные шестерни, при этом первая шестерня закреплена на оси вращения флюгарки, а вторая жестко соединена со светонепроницаемыми пластинами.

2. Измеритель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что передаточ847206

Составитедь Ю. Власов

Редактор О. Персиянцева Техред H..èàáóðêà КорректорС. Шекмар

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F.-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 5478/70

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ное число кинематически связанных первой и второй шестерен равно 1:4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 622011, кл. G 01 Р 5/10, 1978.

2. Wind Meter "Electron Today tut"

1978, 8, Р 11, р. 66-70 (прототип),