CS255847B1

CS255847B1 - Connection for complete vector of streaming medium velocity determination

Info

Publication number: CS255847B1
Application number: CS868312A
Authority: CS
Inventors: Ivan Marek; Boris Vystavel
Original assignee: Ivan Marek; Boris Vystavel
Priority date: 1986-11-17
Filing date: 1986-11-17
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS831286A1

Abstract

Řešení zdokonaluje chronofotografickou metodu užívanou při výzkumu proudění, zejména pro určení charakteristiky pohybu média. Zapojení umožňuje určit úplný vektor rychlosti, tj. velikost, směr a orientaci, a to v kterékoliv fázi pracovního cyklu vyšetřovaného prvku. Je toho dosaženo tím, že na přerušovač světelného toku je napojena řídicí jednotka se vstupy pro volbu charakteristiky záblesku a vstupy pro řídicí puls a synchronizační puls propojený s vyšetřovaným prvkem.The solution improves chronophotographic method used in flow research, in particular to determine the movement characteristics media. The wiring allows you to determine the full vector speed, ie size, direction and orientation, at any stage of the work cycle element under investigation. This is achieved by that the light flow interrupter is connected control unit with inputs for characteristic selection flash and control pulse inputs and a sync pulse linked to the investigator element.

Description

Vynález se týká zapojení pro určení úplného vektoru rychlosti proudícího média chronofotograf ickou metodou, zejména pro výzkum proudění v čerpací technice.The invention relates to a circuit for determining the complete flow velocity vector by a chronophotographic method, in particular for flow research in pumping technology.

Ke zviditelnění a záznamu pohybu proudícího média a určení rychlosti proudění se využívá vizuálizační chronofotografická metoda, která spočívá ve zviditelnění pohybu částic obsažených v médiu pomocí osvětlení, které je vhodnou formou přerušováno. Ze získaných záznamů, například na fotografické desce, se z délky stop částic a doby osvitu jednoduchým výpočtem zjistí rychlost proudící media. Pro přerušování světelného toku se užívají optoelektronické závěrky, akustické popřípadě elektrooptické deflekotory nebo mechanický způsob. Je-li nutné určit úplný vektor rychlosti, tj. velikost, směr a především smysl proudění, je znám pouze mechanický způsob přerušování světelného toku pomocí tzv. chronokotouče, který má určitý počet výřezů, z části překrytých filtrem zeslabujícím světelný tok do vyšetřovaného prostoru. Stopa částice zachycená na záznamu má pak dvě části s různým kontrastem. Z frekvence a smyslu otáčení kotouče, délky a řazení kontrastů stopy lze určit rychlost, směr i smysl pohybu částic.To visualize and record the movement of the flowing medium and to determine the flow velocity, a visualization chronophotographic method is used, which consists in visualizing the movement of particles contained in the medium by means of illumination, which is interrupted in a suitable form. From the records obtained, for example on a photographic plate, the velocity of the flowing medium is determined from the length of the particle tracks and the exposure time by simple calculation. Optoelectronic shutters, acoustic or electro-optical deflectors or a mechanical method are used to interrupt the luminous flux. If it is necessary to determine the complete velocity vector, ie the magnitude, direction and, above all, the direction of flow, only the mechanical method of interrupting the luminous flux by means of a so-called chrono-disc has a certain number of cut-outs, partly covered by a filter. The particle track captured on the recording then has two parts with different contrast. The speed, direction and direction of particle motion can be determined from the frequency and direction of the wheel rotation, the length and the shifting of the track contrast.

V experimentální praxi je často žádoucí okamžik prvního záblesku synchronizovat s jistým okamžitým stavem vyšetřovaného zařízení, například určitou polohou oběžného kola či pístu čerpadla. Toho však není prakticky možné při použití chrnonokotouČe dosáhnout. Další nevýhodou mechanického přerušování světelného toku je kolísání otáček, což zkresluje dobu osvitu a frekvenci záblesků, a tím výsledky měření.In experimental practice, it is often desirable to synchronize the moment of the first flash with a certain instantaneous state of the device under investigation, for example a certain position of the impeller or pump piston. However, this is practically not possible when using a rotary blade. Another disadvantage of mechanical interruption of the luminous flux is the speed variation, which distorts the exposure time and the frequency of flashes, and thus the measurement results.

Uvedené nevýhody mechanického přerušování světelného toku a modulace intenzity v podstatě odstraňuje vynález, kterým je zapojení pro určení vektoru rychlosti proudícího média chronofotograf ickou metodou, tvořené.v sérii zapojeným zdrojem světla, přerušovačem světelného toku a optickou soustavou, za kterou je umístěn vyšetřovaný prvek se záznamovým zařízením a jeho podstata spočívá v tom, že paralelně k přerušovači světelného toku je zapojena řídicí jednotka opatřená jednak vstupem synchronizačního pulsu, který je propojený s vyšetřovaným prvkem, a jednak vstupem řídicího pulsu.The above disadvantages of mechanical luminous flux interruption and intensity modulation are substantially eliminated by the invention, which is a circuit for determining the flow velocity vector by a chronophotographic method consisting of a light source interrupter, a luminous fuse interrupter and an optical system after which The device and its essence consists in that a control unit is provided parallel to the luminous flux interrupter and equipped with a sync pulse input, which is connected to the element under investigation, and a control pulse input.

Další podstatou vynálezu je, že řídicí jednotka je tvořena vyhodnocovací jednotkou, na kterou jsou připojeny volič doby záblesku, volič doby snížení intenzity záblesku, volič doby přerušení světelného toku a volič počtu záblesků.A further aspect of the invention is that the control unit comprises an evaluation unit to which the flash-time selector, flash-time selector, flash-time selector and flash-rate selector are connected.

Vyššího účinku zapojení podle vynálezu je dosaženo tím, že umožňuje určit nejen rychlost a směr pohybujícího se média, ale i smysl pohybu. Výhodou je také dosažení výsledků zatížených minimální chybou, nebot lze s větší přesností volit frekvencí záblesků i dobu osvitu než je tomu u stávající metody. Nejvýraznějším přínosem je možnost synchronizace prvního záblesku s určeným okamžitým stavem vyšetřovaného zařízení, což umožňuje sledovat jeho funkci podle volby v jednotlivých fázích pracovního cyklu.The higher effect of the circuit according to the invention is achieved by allowing to determine not only the speed and direction of the moving medium but also the direction of movement. The advantage is also the achievement of the results with minimal error, because the flashing frequency and exposure time can be chosen with greater accuracy than is the case with the current method. The most significant benefit is the possibility of synchronizing the first flash with the determined instantaneous state of the device under investigation, which allows monitoring of its function according to the choice in the individual phases of the duty cycle.

Na přiložených výkresech je znázorněno zapojení podle vynálezu. Na obr. 1 je základní sestava a řazení prvků zapojení,na obr. 2 je blokové schéma řídicího prvku.The attached drawings show the circuit according to the invention. Fig. 1 shows the basic assembly and the arrangement of the wiring elements; Fig. 2 is a block diagram of the control element.

Zapojení pro určení vektoru rychlosti podle vynálezu sestává ze světelného zdroje 2» přerušovače 2 světelného toku, optické soustavy 2 ^a vyšetřovaného prvku 5 se záznamovým zařízením 2· Uvedené členy jsou řazeny v sérii, přičemž k přerušovači 2 světelného toku je paralelně zapojena řídicí jednotka 2» ^na kterou jsou připojeny volič 63 doby záblesku, volič 64 doby snížení intenzity v záblesku, volič 65 doby přerušení světelného toku a volič 66 počtu záblesků. Dále obsahuje řídicí jednotka 6 vstup 62 synchronizačního pulsu vycházející z vyšetřovaného prvku 2 ^a vstup 61 řídicího pulsu ovládaný ručně nebo například spouští fotokamery. Jako světelného zdroje 2 ^{se s} výhodou využívá laseru a jako přerušovače 2 světelného toku je výhodné volit akustickooptický modulátor se clonou nebo optoelektronickou závěrku.The circuit for determining the velocity vector according to the invention consists of a light source 2 »of the luminous flux interrupter 2, of the optical system 2 ^{and of} the element to be examined 5 with the recording device 2. ^to which the flash-time selector 63, the flash-time selector 64, the flux-time selector 65, and the number of flashes selector 66 are connected. Furthermore, the control unit 6 comprises a synchronization pulse input 62 originating from the element 2 under investigation ^{and a} control pulse input 61 operated manually or, for example, to trigger photocameras. A laser ^is preferably used as the light source 2 ^, and it is advantageous to select an acoustooptical modulator with a diaphragm or an optoelectronic shutter as the luminous flux interrupter.

Při měření vektoru rychlosti zapojením podle vynálezu je světelný paprsek vycházející ze světelného zdroje 2 přerušován přerušovačem 2 světelného toku do záblesků charakterizovaných skokovou změnou intenzity. Doba trvání záblesku, doba snížení intenzity v průběhu jednoho záblesku, doba přerušení světelného paprsku a počet záblesků se volí řídicí jednotkou 6, která zároveň v případě potřeby synchronizuje okamžik prvního záblesku, tedy řídicí puls, s určitou polohou vyšetřovaného prvku 5^ to je synchronizačním pulsem, tedy s určitým okamžitým stavem, což umožňuje sledovat jeho funkci podle volby v jednotlivých fázích pracovního cyklu. Paprsek ve formě záblesků po průchodu optickou soustavou 2 osvětluje vizualizované médium a světlo rozptýlené na částici zanechává na záznamovém zařízení _4 stopu, která má části s různým kontrastem. Podle řazení kontrastů a délky stopy se běžným způsobem určí rychlost, směr i smysl pohybu částice.In measuring the velocity vector by the circuit according to the invention, the light beam emanating from the light source 2 is interrupted by the luminous flux interrupter 2 into flashes characterized by a step change in intensity. The duration of the flash, the duration of decrease of intensity during one flash, the time of interruption of the light beam and the number of flashes are selected by the control unit 6 which simultaneously synchronizes the moment of the first flash, the control pulse. , ie with a certain instantaneous state, which makes it possible to monitor its function of choice in the various stages of the duty cycle. A flash in the form of flashes through the optical system 2 illuminates the visualized medium and the light scattered on the particle leaves a track having different contrast portions on the recording apparatus 4. The speed, direction and direction of the particle's motion are routinely determined according to the contrast and track length ordering.

Popsané zapojení podle vynálezu lze využít zejména při zkoumání vlastností čerpadel, při určování rychlosti a druhu proudění média v hydraulických prvcích, při posuzování aerodynamičnosti a obtékání menších těles a všude tam, kde je potřebné určit rychlost, směr a smysl proudění média.The described circuit according to the invention can be used, in particular, for examining the properties of pumps, for determining the speed and type of fluid flow in hydraulic elements, for assessing the aerodynamics and bypassing of smaller bodies and wherever speed, direction and sense of fluid flow need to be determined.

Claims

Wiring for determining the complete flow velocity vector by a chronophotographic method, comprising in series a connected light source, a luminous flux interrupter and an optical system, behind which the element under investigation is located with a recording device, characterized in that parallel to the luminous flux interrupter (2) connected to a control unit (6) having both a sync pulse input (62) that is coupled to the element (5) under investigation and a control pulse input (61).

Connection according to claim 1, characterized in that the control unit (6) is formed by an evaluation unit (67) to which the flash-time selector (63), flash-time selector (64), time-selector (65) are connected. interruption of luminous flux and flash count selector (66).