Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ - Патент РФ 2172961
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении направления и величины вектора скорости потока, например, на летательных аппаратах. Устройство включает первый источник меток, находящийся в центре кольцевого приемника, и второй и третий источники, которые вместе с первым источником расположены на линиях, перпендикулярных друг другу, и охвачены кольцевым приемником. Для повышения чувствительности устройства без увеличения габаритов конструкции может быть использован четвертый источник меток, расположенный симметрично второму или третьему источнику меток относительно первого источника. Обеспечивается уменьшение габаритов и повышение технологичности изготовления. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172961
Класс(ы) патента: G01P5/18
Номер заявки: 99116582/28
Дата подачи заявки: 28.07.1999
Дата публикации: 27.08.2001
Заявитель(и): Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Автор(ы): Чумаров А.Р.; Солдаткин В.М.; Ганеев Ф.А.
Патентообладатель(и): Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении направления и величины вектора скорости потока газа или жидкости, например, на летательных аппаратах.
Известны устройства для измерения величины и направления вектора скорости потока газа: пневмометрические, флюгерные, меточные и др.
Работа пневмометрического датчика угла направления (для ЛА - аэродинамических углов) (Авиационные приборы и измерительные системы: Учебник для вузов гражданской авиации. / В.Г.Воробьев, В.В.Глухов, А.Л.Грохольский и др. Под ред. В.Г.Воробьева. - М.: Транспорт, 1981. - 391 с.) - [1] основана на связи распределения давлений или скоростей на поверхности или вблизи обтекаемого тела с величиной и направлением набегающего потока. Преобразование давлений, характеризующих измеряемые параметры вектора скорости потока в выходной сигнал требуемой формы, осуществляют с использованием различных схем.
Основные погрешности пневмометрических датчиков складываются из инструментальных погрешностей изготовления, влияния температуры, ускорений, вибрации на чувствительный элемент, погрешностей съема сигнала и др.
Принцип действия флюгерных датчиков направления потока (аэродинамических углов) [1] заключается в следующем: под действием аэродинамических сил закрепленное в опорах удобообтекаемое тело (флюгер), центр давления которого не совпадает с осью вращения, устанавливается по направлению набегающего потока и преобразуется в выходной электрический сигнал.
Приборы этой подгруппы отличаются друг от друга геометрической формой и размерами, типом выходного устройства и другими конструктивными особенностями.
Основными недостатками флюгерных датчиков являются низкая точность на малых скоростях контролируемого потока при выполнении эволюций и на неустановившихся режимах, а также малая полоса пропускания частот.
Принцип действия меточных измерительных преобразователей основан на определении скорости и (или) угла направления потока газа или жидкости путем создания в контролируемом потоке метки и регистрации времени пролета ею определенных базовых расстояний (А.с. 655975, МКИ G 01 P 5/18. Устройство для измерения скорости потока газа или жидкости /А.С. Иванчук, В.М. Солдаткин, В.А. Ференец // Опуб. 1979. Бюлл. N 13.) - [2].
Для сравнительного анализа с заявляемым изобретением выбрано устройство для измерения скорости потока газа или жидкости по А.С. N 655975, которое содержит один источник меток, охваченный двумя приемниками, и измерительную схему. Один из приемников выполнен в виде кольца, а форма исполнения другого соответствует уравнению
ρ = R+f(α), (1)
где ρ - текущее значение расстояния от источника меток до приемника;
R - минимальное расстояние между источником меток и приемником;
α - угол натекания потока, определяющий направление потока газа или жидкости относительно заданной оси.
Для получения сигнала по скорости и направлению потока в этом устройстве производится измерение двух временных интервалов, соответствующих времени прохождения меткой до кольцевого приемника, расположенного на расстоянии R от приемника, выполненного, например, в виде спирали Архимеда f(α)-kα где k - крутизна спирали Архимеда).
Недостатком данного устройства являются большие габариты из-за наличия второго приемника, расстояние ρ до которого от источника меток связано с измеряемым углом соотношением (1).
При этом вид функции f(α) будет определять как чувствительность измерительной схемы, так и габариты всего прибора, причем габариты прямо пропорционально зависят от чувствительности.
Изобретение решает задачу уменьшения габаритов устройства и повышения технологичности его изготовления.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости, содержащее источник меток, находящийся в центре кольцевого приемника меток, и электроизмерительную схему, введен второй и третий источники меток, вместе с первым, подключенные к системе генераторов меток электроизмерительной схемы, расположенные в плоскости измерения на линиях, перпендикулярных друг другу, и охваченные кольцевым приемником.
Для повышения чувствительности устройства без увеличения габаритов конструкции может быть использован четвертый источник меток, расположенный симметрично второму или третьему источнику меток относительно первого, также подключенный к системе генераторов меток.
При этом габариты всего устройства определяются радиусом кольцевого приемника.
Сущность изобретения поясняется чертежомлл.
Здесь: 1-4 - источники меток; 5 - приемник меток; 6 - генератор меток; 7 - регистратор меток; 8 - устройство обработки.
Источник меток 1 находится в центре кольцевого приемника 5 с радиусом R, источники 2 и 3 вместе с источником 1 расположены на линиях, перпендикулярных друг другу. Расстояние между источниками меток 2 и 4 равно Z, а между 1 и 3 - Н. Источники меток подключены к системе генераторов 6, а приемник 5 - к регистратору меток 7. Для вычисления величины вектора скорости Vи и угла направления αи потока газа или жидкости используется устройство обработки 8. Расстояние L2 от источника 2 до приемника меток 5 определяется выражением

где α - угол между траекторией движения меток и осью симметрии приемника.
Устройство работает следующим образом.
В процессе измерения система генераторов меток 6 формирует импульсы, которые последовательно подаются на источники 1, 2 и 3, а также на устройство обработки 8. В контролируемом потоке создаются метки, которые уносятся в сторону приемного электрода 5 со скоростью V. Режим и алгоритмы работы системы генераторов меток 6 определяются необходимыми задачами измерения.
Источник меток 3 используется для определения одного из двух поддиапазонов измерения (-90o, 90oC) или (90oC, 270oC) в соответствии с выражением:

где t1, t3 - время пролета метками расстояний от источников 1 и 3 соответственно до приемников.
При пролете меток над приемником 5 регистратор меток 7 формирует импульсы, пропорциональные расстояниям L1 и L2, которые подаются на устройство обработки 8.
Устройство обработки 8 производит измерение временных интервалов t1 и t2, равных временам пролета меток расстояний от источников меток 1 и 2 соответственно до приемника 5, и формирует сигналы Vи и αи, пропорциональные величине скорости V и углу направления потока α в соответствии с соотношениями


С целью увеличения крутизны выходной характеристики устройства при измерении угла направления в устройство может быть введен четвертый источник меток 4 (фиг. 1). Уравнение преобразования для угла направления потока αи в этом случае будет иметь вид

где t4 - время пролета меткой расстояния от источника 4 до приемника 5.
Конструкция изобретения, имеющего один приемник меток, выполненный в виде кольца, более технологична, чем устройство по А.С. 655975, имеющее два приемника, один из которых имеет форму кольца, а второй заполнен в виде спирали. Изготовление одного кольцевого электрода более технологично по сравнению с изготовлением электрода в виде спирали.
Формула изобретения: 1. Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости, содержащее источник меток, находящийся в центре кольцевого приемника, и электроизмерительную схему, отличающееся тем, что оно содержит второй и третий источники меток, расположенные в плоскости измерения на линиях, перпендикулярных друг другу, и охваченные кольцевым приемником.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит четвертый источник меток, расположенный симметрично второму или третьему относительно первого.