RU2164691C1 - Device for measuring turbulent fluctuations of speed - Google Patents
Device for measuring turbulent fluctuations of speed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164691C1 RU2164691C1 RU2000111794A RU2000111794A RU2164691C1 RU 2164691 C1 RU2164691 C1 RU 2164691C1 RU 2000111794 A RU2000111794 A RU 2000111794A RU 2000111794 A RU2000111794 A RU 2000111794A RU 2164691 C1 RU2164691 C1 RU 2164691C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- converters
- electric signal
- electrical signal
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль параметров турбулентной среды. The invention relates to the field of research of hydrophysical fields and can be used in environmental studies, in experimental hydrodynamics, oceanology and other fields of technology where it is necessary to control the parameters of a turbulent medium.
Известны различные устройства, предназначенные для измерения параметров турбулентной среды, содержащие преобразователи скорости в электрический сигнал (датчики) среды (см., например, [1], [2]). There are various devices known for measuring the parameters of a turbulent medium, containing converters of speed into an electric signal (sensors) of the medium (see, for example, [1], [2]).
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. The device [1] contains a speed transducer into an electric signal (speed sensor of an electrically conductive medium), made in the form of a permanent magnet, in the gap of which is mounted a holder with electrodes connected to an electronic amplifier. When measuring turbulent pulsations of speed, the speed transducer into an electric signal is installed in the flow being studied and the flow parameters are judged by the parameters of the electric signal at the output of the electronic amplifier.
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. A disadvantage of the known device [1] is the lack of accuracy in determining the parameters of a turbulent medium due to the high sensitivity of the speed transducer to electric signal to spurious signals resulting from vibrations and uneven movement of the carrier mounted, for example, on a towed line.
Устройство [2] 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. 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. The device [2] contains a speed transducer into an electrical signal (speed sensor of an electrically conductive medium), made in the form of a permanent magnet, in the gap of which is mounted a holder with electrodes connected to an electronic amplifier. To compensate for spurious signals resulting from uneven motion of the transducer in the studied liquid medium, the device further comprises a series-connected accelerometer, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the electromagnetic speed transducer into an electric signal, amplifier, integrator and adder, the second input of which is connected to the output of the amplifier, connected to an electromagnetic speed transducer into an electrical signal.
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] невысока. The introduction of an accelerometer, an amplifier, an integrator, and an adder can somewhat reduce the influence on the measurement results of interference caused by uneven movement of the medium. However, the effectiveness of reducing the influence of interference in the device [2] is low.
Известно также устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости электропроводной жидкости [3], являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству. Это устройство 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. Also known is a device for measuring turbulent pulsations of the velocity of an electrically conductive liquid [3], which is the closest to the proposed device in technical essence. This device contains three electrodes, one of which is located between the other two, a permanent magnet made in the form of a body of revolution. Three electrodes and sections of a magnetic system including a permanent magnet form three transducers of speed into an electrical signal. The speed converters are connected to an electronic circuit including two differential amplifiers and an adder.
Недостатком устройства - устройства прототипа 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. The disadvantage of this device is a prototype device is the low accuracy of the measurement. This drawback is due to the fact that to compensate for the influence of vibrations and uneven movement of the carrier, the same electrodes are used as for generating a useful signal. As a result, along with the compensation of interference signals, useful signals are also compensated.
Указанный недостаток устранен в предлагаемом изобретении, сущность которого заключается в том, что в устройстве для измерения турбулентных пульсаций скорости, содержащем первый преобразователь скорости в электрический сигнал, расположенный между вторым и третьим преобразователями скорости в электрический сигнал, первый, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал выполнены идентичными, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал расположены на одной прямой линии с первым преобразователем скорости в электрический сигнал на расстояниях (0,1-1,0) м от него, а в устройство введен блок вычисления функции
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции; К - масштабный коэффициент; R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м; U1, U2, U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, B,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.This drawback is eliminated in the present invention, the essence of which lies in the fact that in the device for measuring turbulent pulsations of speed, containing the first transducer of speed to an electric signal located between the second and third converters of speed to an electric signal, the first, second and third converters of speed to electric the signal is identical, the second and third converters of speed into an electrical signal are located on one straight line with the first converter The distance to the electric signal is at distances (0.1-1.0) m from it, and a function calculation unit is introduced into the device
where U is the signal at the output of said function calculation unit; K is a scale factor; R 2 , R 3 - the distance from the first speed converter into an electric signal to the second and third speed converters into an electric signal, respectively, m; U 1 , U 2 , U 3 - voltage at the first, second and third inputs of the said block computing function, respectively, B,
wherein the inputs of said first to third function calculation unit are connected to the outputs of the speed converters into an electrical signal from first to third, respectively, and the output of said function calculation unit is the output of the device.
В предлагаемом устройстве второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал могут быть расположены на равных расстояниях от первого преобразователя скорости в электрический сигнал. In the proposed device, the second and third converters of speed to an electrical signal can be located at equal distances from the first converter of speed to an electrical signal.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - функциональная схема устройства;
на фиг. 2 - схема, поясняющая взаимное расположение преобразователей скорости в электрический сигнал.The invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1 is a functional diagram of a device;
in FIG. 2 is a diagram for explaining the relative position of speed converters in an electric signal.
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 - блок вычисления функции (1).In FIG. 1 marked:
1 - the first Converter of speed into an electrical signal;
2 - the second Converter of speed into an electrical signal;
3 - the third Converter of speed into an electrical signal;
4 - block calculation function (1).
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;
R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический cигнал соответственно.In FIG. 2 are indicated:
1 - the first Converter of speed into an electrical signal;
2 - the second Converter of speed into an electrical signal;
3 - the third Converter of speed into an electrical signal;
R 2 , R 3 are the distances from the first transducer to electric signal to the second and third transducers to electric signal, respectively.
В соответствии с фиг. 1 устройство содержит идентичные первый, второй и третий преобразователи 1, 2, 3 скорости в электрический сигнал, выходы которых соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами блока 4 вычисления функции (1), выход которого является выходом устройства. In accordance with FIG. 1, the device contains identical first, second and
Преобразователи 1-3 скорости в электрический сигнал могут быть электромагнитного, термоанемометрического или иного другого известного типа. Converters 1-3 speed into an electrical signal can be electromagnetic, hot-wire or other known type.
Блок 4 вычисления функции (1) 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). The unit 4 for calculating the function (1) can be performed, for example, on operational amplifiers that implement the functions of weighted summation and subtraction, or include a multi-channel analog-to-digital converter and a microprocessor calculator for function (1).
Преобразователи 2 и 3 скорости в электрический сигнал расположены на одной прямой на расстояниях R2 = (0,1-1,0) м и R3 = (0,1-1,0) м от преобразователя 1 (фиг. 2). При этом прямая, на которой расположены преобразователи 1-3, может иметь в пространстве любое положение при условии сохранения их работоспособности преобразователей 1-3. В частности, преобразователи 1-3 должны быть правильно ориентированы по отношению к направлению набегающего потока и не должны "затенять" друг друга.The
Наиболее простым и предпочтительным вариантом является вариант, при котором выполняется условие R2=R3, в этом случае выражение (1) упрощается:
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The simplest and most preferred option is the one in which the condition R 2 = R 3 is fulfilled, in this case expression (1) is simplified:
The proposed device operates as follows.
Носитель, например буксируемая линия корабля экологического мониторинга, осуществляет перемещение жестко связанных преобразователей 1-3 скорости в электрический сигнал в исследуемой среде. Из выходного сигнала преобразователя в блоке 4 происходит вычитание сигналов преобразователей 2 и 3 по формуле (1) или в частном случае по формуле (2). После обработки в блоке 4 неискаженный сигнал, свободный от вибрационных помех, поступает для последующей обработки и определения параметров турбулентности. A carrier, for example, a towed line of an environmental monitoring vehicle, moves rigidly coupled speed converters 1-3 to an electrical signal in the medium under study. From the output signal of the converter in block 4, the signals of the
Предлагаемое изобретение может быть использовано 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. The present invention can be used both for measuring single-component velocity pulsations, and for multi-component. In the latter case, the output signals for each channel are processed using the function calculation blocks (1), the number of which corresponds to the number of measured velocity components.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения турбулентных пульсаций скорости в условиях влияния помех, обусловленных неравномерным движением носителя. Кроме этого, предлагаемое изобретение позволяет существенно расширить рабочий диапазон пространственных масштабов измеряемых турбулентных пульсаций скорости. Thus, the use of the invention allows to increase the accuracy of measuring turbulent velocity pulsations under the influence of interference due to uneven movement of the carrier. In addition, the invention allows to significantly expand the working range of the spatial scales of the measured turbulent velocity pulsations.
Представленное описание и чертежи позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить предлагаемое устройство 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 изобретение как промышленно применимое. The presented description and drawings allow, using the existing element base, to manufacture the proposed device and use it in those areas of technology where it is necessary to determine the turbulence parameters, including monitoring the state of the marine environment from a mobile carrier, which characterizes the invention as industrially applicable.
Список литературы
1. Авт. св. СССР N 356564, МПК G 01 P 5/08, 1972 г.List of references
1. Auth. St. USSR N 356564, IPC G 01 P 5/08, 1972
2. Авт. св. СССР N 685984, МПК G 01 P 5/08, 1979 г. 2. Auth. St. USSR N 685984, IPC G 01 P 5/08, 1979
3. Авт. св. СССР N 773496, МПК G 01 P 5/08, 1980 г. (прототип). 3. Auth. St. USSR N 773496, IPC G 01 P 5/08, 1980 (prototype).
Claims (2)
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции;
K - масштабный коэффициент;
R2 и R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м;
U1, U2 и U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, В,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.1. A device for measuring turbulent fluctuations in speed, comprising a first speed transducer into an electric signal, a second and third speed transducers into an electric signal, between which a first speed transducer into an electric signal is located, characterized in that the first, second and third speed converters into an electric signal made identical, the second and third converters of speed into an electric signal are located on one straight line with the first converter of speed into electric ignal at distances of 0.1 - 1.0 m from it, and a function calculation unit is introduced into the device
where U is the signal at the output of said function calculation unit;
K is the scale factor;
R 2 and R 3 are the distances from the first speed converter into an electric signal to the second and third speed converters into an electric signal, respectively, m;
U 1 , U 2, and U 3 are the voltages at the first, second, and third inputs of said function calculation unit, respectively, V,
wherein the inputs of said first to third function calculation unit are connected to the outputs of the speed converters into an electrical signal from first to third, respectively, and the output of said function calculation unit is the output of the device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000111794A RU2164691C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Device for measuring turbulent fluctuations of speed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000111794A RU2164691C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Device for measuring turbulent fluctuations of speed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2164691C1 true RU2164691C1 (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=20234500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000111794A RU2164691C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Device for measuring turbulent fluctuations of speed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2164691C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497153C1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Device to measure turbulent pulsations of liquid flow speed |
-
2000
- 2000-05-11 RU RU2000111794A patent/RU2164691C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497153C1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Device to measure turbulent pulsations of liquid flow speed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0427882B1 (en) | Apparatus for measuring small displacements | |
JPH063391B2 (en) | Non-contact measuring device for volume or mass of moving medium flow | |
RU2164691C1 (en) | Device for measuring turbulent fluctuations of speed | |
CN102520209B (en) | Quartz flexible accelerometer based on laser self-mixing interference | |
RU18857U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
RU2177621C1 (en) | Gear measuring turbulent pulsation of velocity | |
RU15404U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
RU2174687C1 (en) | Device measuring turbulent pulsation of speed | |
RU17989U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
RU2338207C1 (en) | Velocity converter with electric jamming compensation | |
Hrach et al. | Capacitive flowmeter for gas-solids flow applications exploiting spatial frequency | |
RU22559U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PULSATIONS OF CURRENT SPEED | |
RU2189601C1 (en) | Device measuring pulsation of current speed | |
RU2307356C1 (en) | Device for measurement of objective speed | |
RU2184378C1 (en) | Method for determining averaged quadratic values of turbulent speed pulsations in sea medium under conditions of additive vibration noise signals | |
SU685984A2 (en) | Electroconductive media speed sensor | |
JP2934340B2 (en) | Apparatus and method for measuring closest distance of moving object and method for preventing penetration of moving object | |
RU2180758C1 (en) | Procedure determining average value of quadratic values of turbulent pulsation of speed in sea environment under conditions of additive vibration disturbances and device for its realization | |
RU2799973C1 (en) | Vector autonomous recorder | |
SU807071A1 (en) | Method and device for determining oscillations of internal waves | |
RU2247936C1 (en) | Device for measuring linear displacements and deformations of object | |
RU2177622C1 (en) | Device detecting turbulent spots in sea medium | |
RU2271515C1 (en) | Ultrasonic converter of displacement and velocity | |
RU2727321C1 (en) | Inductive displacement sensor | |
SU1670637A1 (en) | Method of measuring magnetic induction vector projections from a moving platform and the device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190512 |