RU18857U1 - Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости - Google Patents
Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости Download PDFInfo
- Publication number
- RU18857U1 RU18857U1 RU2001101777/20U RU2001101777U RU18857U1 RU 18857 U1 RU18857 U1 RU 18857U1 RU 2001101777/20 U RU2001101777/20 U RU 2001101777/20U RU 2001101777 U RU2001101777 U RU 2001101777U RU 18857 U1 RU18857 U1 RU 18857U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- converters
- electrical signal
- electric signal
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости
Полезная модель относится к области исследования гидрофизических полей и может быть использована при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль параметров турбулентной среды.
Известны различные устройства, предназначенные для измерения параметров турбулентной среды, содержащие преобразователи скорости в электрический сигнал (датчики) (см., например, 1, 2, 3).
Устройство 1 содержит преобразователь скорости в электрический сигнал (датчик скорости электропроводящей среды), выполненный в виде постоянного магнита, в зазоре которого установлены держатель с электродами, соединенными с электронным усилителем. При измерении турбулентных пульсаций скорости преобразователь скорости в электрический сигнал устанавливают в исследуемом потоке и судят о параметрах потока по параметрам электрического сигнала на выходе электронного усилителя.
Недостатком известного устройства 1 является недостаточная точность определения параметров турбулентной среды из-за высокой чувствительности преобразователя скорости в электрический сигнал к паразитным сигналам, возникающим в результате вибраций и неравномерного движения носителя, установленного, например, на буксируемой линии.
МПК GOIP 5/08
торого установлены держатель с электродами, соединенными с электронным усилителем. Для компенсации паразитных сигналов, возникающих в результате неравномерного движения преобразователя в исследуемой жидкой среде, устройство дополнительно содержит последовательно соединенные акселерометр, продольная ось которого параллельна продольной оси электромагнитного преобразователя скорости в электрический сигнал, усилитель, интегратор и сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, соединенного с электромагнитным преобразователем скорости в электрический сигнал.
Введение акселерометра, усилителя, интегратора и сумматора позволяет несколько снизить влияние на результаты измерений помех, обусловленных неравномерным движением носителя. Однако эффективность снижения влияния помех в устройстве 2 не высока.
Устройство 3 содержит три электрода, один из которых расположен между двумя другими, постоянный магнит, выполненный в форме тела вращения. Три электрода и участки магнитной системы, включающей постоянный магнит, образуют три преобразователя скорости в электрический сигнал. Преобразователи скорости подключены к электронной схеме, включающей два дифференциальных усилителя и сумматор.
Недостатком устройства 3 является низкая точность измерения. Указанный недостаток обусловлен тем, что для компенсации влияния вибраций и неравномерного движения носителя используются те же электроды, что и для формирования полезного сигнала. В результате наряду с компенсацией сигналов помех компенсируются и полезные сигналы .
Известно также устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости 4}, являющееся наиболее близким к предлагаемому. Устройство 4 содержит первый преобразователь скорости в электрический сигнал, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал, идентичные первому преобразователю скорости в электрический сигнал, расположенные на одной прямой линии с первым преобразователем скорости в электрический сигнал по обе стороны от него, а также вычислительный блок, входы которого с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий, соответственно, а выход является выходом устройства. После обработки в вычислительном блоке сигналов, посту- 2 пающих с преобразователей скорости в электрический сигнал, на выходе устройства формируется сигнал, свободный от вибрационных помех.
Устройство 4 имеет недостаточную чувствительность.
Задачей полезной модели является создание высокочувствительного устройства для измерения турбулентных пульсаций скорости в условиях вибрационных помех.
Для решения поставленной задачи устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости содержит четыре идентичных преобразователя скорости в электрический сигнал, расположенные на одной прямой линии, а также блок вычисления функции
.(и,-и,)(и,-и,).
- Лп J
и - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции. В;
К - масштабный коэффициент;
U , {/2 f/3 и f/4 напряжения на первом, втором, третьем и четвертом входах упомянутого блока вычисления функции, соответственно, В;
расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал, соответственно, м;
при этом второй, третий и четвертый преобразователи скорости в электрический сигнал расположены по одну сторону от первого преобразователя скорости в электрический сигнал, расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал удовлетворяют условиям RI RI- R,
входы упомянутого блока вычисления функции с первого по четвертый соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по четвертый, соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
Наилучшим вариантом расположения преобразователей скорости в электрический сигнал является такое их расположение, при котором расстояния между первьп./ и вторым, первым и третьим, первым и четвертьи преобразователями скорости в электрический сигнал, удовлетворяют условиям /,, , .
- 3 )
Благодаря введению четвертого преобразователя скорости в электрический сигнал, предложенным геометрическим соотношениям и новому вычислительному блоку повышается чувствительность устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - схема, поясняющая взаимное расположение преобразователей скорости в электрический сигнал в пространстве;
на фиг. 2 - функциональная схема устройства;
на фиг. 3 - схема, поясняющая взаимное расположение первого и второго преобразователей скорости в электрический сигнал.
На фиг. 1 обозначены:
1- первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2- второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3- третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
4- четвертый преобразователь скорости в электрический сигнал; Л,2 - расстояние между первым и вторым преобразователями 1 и 2
скорости в электрический сигнал;
Л,з - расстояние между первым и третьим преобразователями 1 и
3 скорости в электрический сигнал;
- расстояние между первым и четвертым преобразователями 1
и 4 скорости в электрический сигнал. На фиг. 2 обозначены:
1- первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2- второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3- третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
4- четвертый преобразователь скорости в электрический сигнал;
5- блок вычисления функции (1). На фиг. 3 обозначены:
1-первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2-второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
6-чувствительные элементы преобразователей 1, 2;
7-дифференциальные усилители;
/,2 расстояние между первым и вторым преобразователями 1 и 2
скорости в электрический сигнал.
8соответствии с фиг. 1 устройство содержит первый, второй, третий и четвертый идентичные преобразователи 1, 2, 3 и 4 скорости
в электрический сигнал, расположенные на одной прямой и жестко связанные между собой.
Прямая, на которой расположены преобразователи 1-4, может иметь в пространстве любое положение при условии сохранения работоспособности преобразователей 1-4. В частности, преобразователи 1-4 должны быть правильно ориентирована по отношению к направлению набегающего потока и не должны затенять друг друга. Наилучшим вариантом является такая ориентация преобразователей 1-4, при котором прямая, на которой они расположены, перпендикулярна направлению набегающего потока.
Расположение преобразователей 1-4 на одной прямой, расстояния между преобразователей 1-4 определяются по нахождению центров чувствительных зон. Обычно это ось симметрии чувствительного элемента б (см., например, фиг. 3). Поскольку геометрические размеры чувствительного элемента б каждого из преобразователей 1-4 во много раз меньше расстояния между ними, необходимые геометрические соотношения легко определяются.
Минимальные расстояния между преобразователями 1-4 выбирают из условия отсутствия влияния друг на друга. Максимальные расстояния / ограничиваются конструктивными возможностями и условиями соблюдения конструктивной жесткости взаимного расположения преобразователей 1-3. Обычно расстояния Л,2, и составляют /г,2(0,1-1,0) м, /г,з(1,2-3,0), й,4(,0)-,3.
В частности, расстояния , ,3 и /,4 могут удовлетворять условиям ,,2, Л,, .
Преобразователи 1-4 скорости в электрический сигнал могут быть электромагнитного, термоанемометрического или иного другого известного типа.
Выходы преобразователей 1, 2, 3 и 4 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 4 вычисления функции (1), выход которого является выходом устройства (фиг. 2).
Блок 5 вычисления функции () может быть выполнен, например, на операционных усилителях, реализующих функции весового суммирования и
вычитания, или включать в свой состав многоканальный аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорный вычислитель функции (1).
В каждом преобразователе 1-4, например, электромагнитного типа, наряду с чувствительным элементом 6 имеется, как правило, подключенный к чувствительному элементу б усилитель, в частности, дифференциальный усилитель (ДУ) 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Носитель, например, буксируемая линия корабля экологического мониторинга, осуществляет перемещение жестко связанных преобразователей 1-4 скорости в электрический сигнал в исследуемой среде. После обработки в блоке 5 по формуле (1) сигналов преобразователей 14, на выходе блоке 5 вырабатывается неискаженный сигнал, свободный от вибрационных помех, который поступает для последующей обработки и определения параметров турбулентности.
Предлагаемая полезная модель может быть использована как для измерения однокомпонентных пульсаций скорости, так и для многокомпонентных . В последнем случае выходные сигналы по каждому каналу обрабатываются с помощью блоков вычисления функции (1), количество которых соответствует количеству измеряемых компонент скорости.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить чувствительность устройства. Расчеты показывают что чувствительность устройства можно увеличить до 1,3 раза.
Представленное описание и чертежи позволяют, используя существующую элементную базу изготовить предлагаемое устройство в производстве и использовать его в тех областях техники, где требуется определять параметры турбулентности, в том числе вести контроль состояния морской среды с подвижного носителя, что характеризует полезную модель как промыщленно применимую.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Авт. св. СССР № 356564, МПК G 01 Р 5/08,1972г.
2.Авт. св. СССР № 685984, МПК G 01 Р 5/08,1979г.
3.Авт. св. СССР № 773496, МПК G 01 Р 5/08,1980г.
4.Свид. на ПМ РФ № 15404, МПК G 01 N 27/00,2000г. (прототип).
Claims (2)
1. Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости, содержащее идентичные первый, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал, расположенные на одной прямой линии, отличающееся тем, что в него дополнительно введены четвертый преобразователь скорости в электрический сигнал, идентичный первому, второму и третьему преобразователям скорости в электрический сигнал и расположенный на одной прямой с первым, вторым и третьим преобразователями скорости в электрический сигнал, а также блок вычисления функции
,
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции, В;
К - масштабный коэффициент;
U1, U2, U3 и U4 - напряжения на первом, втором, третьем и четвертом входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, В;
R12, R13, R14 - расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал соответственно, м,
при этом второй, третий и четвертый преобразователи скорости в электрический сигнал расположены по одну сторону от первого преобразователя скорости в электрический сигнал, расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал удовлетворяют условиям R14 > R13 > R12, входы упомянутого блока вычисления функции с первого по четвертый соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по четвертый, соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
,
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции, В;
К - масштабный коэффициент;
U1, U2, U3 и U4 - напряжения на первом, втором, третьем и четвертом входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, В;
R12, R13, R14 - расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал соответственно, м,
при этом второй, третий и четвертый преобразователи скорости в электрический сигнал расположены по одну сторону от первого преобразователя скорости в электрический сигнал, расстояния между первым и вторым, первым и третьим, первым и четвертым преобразователями скорости в электрический сигнал удовлетворяют условиям R14 > R13 > R12, входы упомянутого блока вычисления функции с первого по четвертый соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по четвертый, соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101777/20U RU18857U1 (ru) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101777/20U RU18857U1 (ru) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU18857U1 true RU18857U1 (ru) | 2001-07-20 |
Family
ID=35870562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001101777/20U RU18857U1 (ru) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU18857U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497153C1 (ru) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости потока жидкости |
-
2001
- 2001-01-23 RU RU2001101777/20U patent/RU18857U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497153C1 (ru) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости потока жидкости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH063391B2 (ja) | 移動する媒体の流れの体積または質量の無接触測定装置 | |
RU18857U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU17989U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU2177621C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU2164691C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU2174687C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU2675418C1 (ru) | Ультразвуковой акустический анемометр | |
RU15404U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
RU22559U1 (ru) | Устройство для измерения пульсаций скорости течения | |
RU2338207C1 (ru) | Преобразователь скорости с компенсацией электрических помех | |
RU2189601C1 (ru) | Устройство для измерения пульсаций скорости течения | |
RU18854U1 (ru) | Устройство для обнаружения турбулентных пятен в морской среде | |
CN106123971B (zh) | 基于数字锁相技术的差分涡轮流量传感器及其检测方法 | |
RU2799973C1 (ru) | Векторный автономный регистратор | |
RU26645U1 (ru) | Вихревой расходомер | |
US4188576A (en) | Angular rate sensor | |
RU2184378C1 (ru) | Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех | |
CN109579973A (zh) | 一种振动速度传感器灵敏度系数校验方法 | |
RU2180758C1 (ru) | Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех и устройство для его осуществления | |
Wang et al. | Underwater Surface Flow Velocity Sensor Based on Single Side Stray Field of Permanent Magnet | |
JPS5822913A (ja) | 位置検出スケ−ル | |
Hrach et al. | Investigation of field electrode geometries in capacitive flow measurement | |
SU1007015A1 (ru) | Электромагнитный преобразователь параметров потока | |
RU18856U1 (ru) | Устройство для определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех | |
SU1218410A1 (ru) | Устройство дл счета движущихс объектов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120124 |