Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока и устройство для его реализации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Рес убл ())) 938059 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22)Заявлено 30. 10.79 (21) 2848455/40-23 с присоединением заявки № (23) П риоритет

Опубликовано 23. 06. 82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 23 ° 06.82

G 01 М 10/00

//6 0.1 М 9/00

3Ъаударотаеааый комитет

СССР ао делам кэобретенккй и открытий (53) УДK 532. 517. .2(088,8), 533.6.011(088,8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н, Власов, В. А. Зазулин, В. В. Мишин и О. M. Соловьев е

1 ( (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к гидрогазодинамическим испытаниям и может быть исг(ользовано для определения разрешающей способности преобразователей температуры, давления, скорости, электропроводности и т.д.

Известен способ определения раз решающей способности измерительных преобразователей скорости потока, заключающийся в том, что в поток с прямоугольным профилем скорости помещают цилиндры различного диаметра.

В следе за цилиндром располагают преобразователь и проверяют отсутствие . реакции преобразователя на изменения15 скорости потока за цилиндром. При этом отсутствие реакции преобразователя на неоднородность скорости свидетельствует о том, что последний может регистрировать неоднородности бо- 20 льшие определенного минимального размера (1).

Недостатком этого способа являет ся ограниченность его применения только для преобразователей скорости °

Наиболее близким к изобретению является способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, включающий создание в ламинарном потоке цилиндрического неоднородного участка среды, ось которого размещена ортогонально направлению движения потока и фиксацию деформаций цилиндрического неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем(2).

Недостатком известного способа является невысокая точность определения разрешающей способности измерительных преобразователей, Известно также устройство для реализации способа определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамичес- ких параметров потока, содержащее источник создания цилиндрического

3 9380 неоднородного участка среды в виде импульсного инфракрасного лазера с локом питания, оптическая ось ко торого перпендикулярна направле нию потока, блок визуализации

5 цилиндрического неоднородного участка среды, включающий оптически сопряженные источник излучения, диафрагму, первый объектив, второй объектив и нож Фуко, а также пер- lo вый фотоприемник, выход которого подключен к первому входу блока регистрации и блок управления.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения разрешающей способности измерительных преобразо-, вателей гидрогазодинамических параметров.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, включающему создание в ламинарном потоке цилиндрического неоднородного участка среды, ось .которого размещена ортогонально направлению движения потока, и фиксацию деформаций цилиндрического .неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем последовательно увеличивают диа метр цилиндрического неоднородного участка среды и по величине мини 35 мального диаметра цилиндрического неоднородного участка среды, при котором отсутствует его деформация, судят о разрешающей способности испы40 туемого измерительного преобразователя, При реализации предлагаемого способа в известное устройств, содержащее источник создания "цилиндрического неоднородного участка среды 4Я в виде импульсного инфракрасного лазера с блоком питания, оптическая о

ocb которого перпендикулярна направлению потока, блок визуализации цилиндрического неоднородного участка среды, включающий оптически сопряженные источник излучения, диафрагму, первый объектив, второй объектив и нож фуко, а также. первый фотоприемник, выход которого подключен к первому входу блока регистрации, и блок управления, введены оптически сопряженные. первый обтюратор с

59 круглыми отверстиями разного диаметра, размещенный перед импульсным инфракрасным лазером и закрепленный на оси первого электродвигателя, и второй фотоприемник, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, а также второй обтюратор с прямоугольными отверстиями разной ширины, закрепленный на оси второго электродвигателя, блок питания электродвигателей, первый и второй выходы которого соеди" нены с входами первого и второго электродвигателей соответственно, причем первый и второй выходы блока управления соединены с входами блока питания электродвигателей и блока питания импульсного инфракрасного лазера соответственно, второй обтюратор размещен на оптической

1оси блока визуализации цилиндрического неоднородного участка среды между ножом Фуко и первым фотоприемником, прямоугольные отверстия во втором обтюраторе размещены вдоль радиусов обтюратора, а ширина L пря1 моугольного отверстия определяется по ормуле

:где О - диаметр соответствующего круглого отверстия в первом обтюраторе;

И - увеличение блока визуализации цилиндрического неоднородного участка среды °

На фиг, 1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 -,вид обтюратора, Устройство содержит сопло l, с помощью которого создается неустановившийся поток 2, в котором располагается испытуемый преобразователь 3 гидрогазодинамических параметров потока, выше по течению от которого создается цилиндрический неоднородный участок 4 среды с помощью импульсного инфракрасного лазера 5, питаемого от блока 6 питания, блок визуализации цилиндрических неоднородных участков среды, включающий последовательно установленные источник 7 излучения, диафрагму 8, первый объектив 9, второй объектив 10 и нож Фуко 11, а . также первый обтюратор 12 с круглыми отверстиями 13 различного диаметра, первый фотоприемник 14, блок регистрации 15, второй фотоприемник

16, второй обтюратор 17, содержащий

1. Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогаэодинамических параметров потока, включающий создание в ламинарном потоке цилиндрического неоднородного участка среды, ось которого размещена ортогонально направлению движения потока, и фиксацию деформаций цилиндрического неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, последовательно увеличивают диаметр цилиндрического неоднородного участка среды и по величине минимального диаметра цилиндрического неоднородного участка среды, при котором отсутствует его деформация, 50

5 9380 прямоугольные отверстия 18, ширина которых равна диаметрам соответствующих круглых отверстий 13 первого обтюратора 12, умноженным на масштаб изображения, созданного блоком визуализации цилиндрических неоднородных участков 7-11 среды. Первый и второй обтюраторы 13 и 17 закреплены соответственно на валах первого и второго электродвигателей 19 1î и 20, питаемых от одного блока питания 21 электродвигателей, работа которого синхронизирована с работой блока 6 питания импульсного инфракрасного лазера 5 через блок 22 управ- 15 ления.

Устройство работает следующим образом.

С помощью сопла 1 организуется поток 2 с равномерным профилем скорос- 2р ти в его центральной части, в которой располагается испытуемый преобразователь 3 гидрогаэодинамических параметров потока. Включением импульсного инфракрасного лазера 5 с помо- 2s щью блока 22 управления и блока 6 питания в потоке создают цилиндрические неоднородные участки 4 среды, наплывающие на преобразователь гидрогазодинамических параметров потока. С яо- 30 мощью блока визуализации цилиндрических неоднородных участков 7-11 среды производится визуализация цилиндрических неоднородных участков среды.

При этом ножом Фуко 11 блок- визуализации цилиндрических неоднородных участков среды настраивается предварительно в режим насыщения для повышения чувствительности устройства, при котором цилиндрические неоднород- <о ные участки среды наблюдаются белыми на темном фоне. Одновременно с импульсным инфракрасным лазером 5,.блоком 22 управления включается блок 6 питания первого и второго электродви 45 гателей 19 и 20. Вращение первого обтюратора 12 приводит к последовательному изменению диаметра цилиндрических неоднородных участков 4 среды в потоке 2, каждому из которых соответствует свой уровень энергии, детектируемой вторым фотоприемником 16.

Вращение второго обтюратора 17 перед вторым фотоприемником 14 приводит к тому, что в момент появления изображения цилиндрического неоднородного участка 4 среды перед изображением преобразователя 3 в том месте появляется прямоугольное отверстие с шириной, равной ширине изображения цилиндрического неоднородного участка 4 среды. При этом происходит перераспределение освещенности на первом фотоприемнике 14, выходной сигнал которого подается на блок 15 регистрации, выполненный в виде порогового устройства, настроенного на различные уровни сигнала второго фотоприемника 16.. Деформация цилиндрического неоднородного участка 4 среды перед носовой частью преобразователя гидрогазодинамических параметров потока 3 приводит к изменению уровня освещенности на первом фотоприемнике 14, и блок регистрации 15 отмечает диаметр того цилиндрического неоднородного участка 4 среды, для которого произошла данная деформация, используя сигнал, поступающий с второго фотоприемника 16.

Применение способа и устройства определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, позволяет существенно повысить точность измерения за счет исключения погрешностей, связанных с субъективной оценкой величины деформаций цилиндрического неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем путем введения средств контроля измеряемого параметра.

Формула изобретения судят о разрешающей способности испытуемого измерительного преобразователя.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее источник создания цилиндрического неодно; родного участка среды в виде импуль" сного инфракрасного лазера с блоком питания, оптическая ось которо

ro перпендикулярна направлению потока, блок визуализации цилиндрического неоднородного участка среды,: включающий оптически сопряженные

- источник излучения, диафрагму, первый объектив, второй объектив и нож Фуко, а также первый фотоприемник, выход которого подключен к первому входу блока регистрации, и блок управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с, целью повышения точности измерения, .в него введены оптически сопряженные первый обтюратор с круглыми отверстиями разного диаметра, размещенный перед импульсным инфракрасным лазером и закрепленный на оси первого электродвигателя, и второй фотоприемник, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации а также второй обтюратор с прямоугольными отверстиями разной ширины закрепленный на оси второ" го электродвигателя, блок питания

38059 8 электродвигателей, первый и второй выходы котррого соединены с входами первого и второго электродвигателей соответственно; причем первый и второй выходы;блока управления соединены с входами блока питания электродвигателей и блока питания импульсного инфракрасного лазера соответственно, второй об10 тюратор размещен на оптической оси блока визуализации цилиндрического неоднородного участка среды между ножом фуко и первым, фотоприемником, прямоугольные отверстия во втором

И обтюраторе размещены вдоль радиусов обтюратора, а ширина L.прямоугольЙого отверстия определяется по формуле

LDH, 20 где 0 - диаметр соответствущего круглого отверстия в первом обтюраторе; и » увеличение блока визуализации цилиндрического неоднородного участ2S ка среды, Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 587399, кл. G 01 Р 5/12, 1976.

2. Власов P, H. Разработка оптиЗ ко-визуального метода и образцовых средств измерений характеристик турбулентности. Дис. ВНИИФТРИ, 1975, с. 120-158 (прототип) .

938Ю59 Ьа 2.Составитель Л..Спирина

Техред.Ж.Кастелевич Корректор " IaPoUj

Редактор Р. Цицика

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 4446/62

Филиал ППП "Патент", г:. Ужгород, ул. Проектная, 4