RU2172961C2 - Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости - Google Patents
Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172961C2 RU2172961C2 RU99116582A RU99116582A RU2172961C2 RU 2172961 C2 RU2172961 C2 RU 2172961C2 RU 99116582 A RU99116582 A RU 99116582A RU 99116582 A RU99116582 A RU 99116582A RU 2172961 C2 RU2172961 C2 RU 2172961C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- flow
- gas
- receiver
- liquid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
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.
Description
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.
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.
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.
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.
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.
Claims (2)
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116582A RU2172961C2 (ru) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116582A RU2172961C2 (ru) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99116582A RU99116582A (ru) | 2001-05-20 |
| RU2172961C2 true RU2172961C2 (ru) | 2001-08-27 |
Family
ID=48306949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116582A RU2172961C2 (ru) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172961C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445634C2 (ru) * | 2010-05-05 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости |
-
1999
- 1999-07-28 RU RU99116582A patent/RU2172961C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445634C2 (ru) * | 2010-05-05 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Меточный датчик аэродинамического угла и воздушной скорости |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8261609B2 (en) | Aerodynamic measurement probe and helicopter equipped with the probe | |
| US3680375A (en) | Sonic velocity sensing | |
| US8261610B2 (en) | Aerodynamic measurement probe of an airstream along a wall | |
| US2515221A (en) | Cathode-ray phase measuring device | |
| US4038870A (en) | Air movement measuring apparatus | |
| EP3693746B1 (en) | Acoustic air data system | |
| US3222926A (en) | Air mass relative motion meter | |
| US4032259A (en) | Method and apparatus for measuring fluid flow in small bore conduits | |
| US6601447B1 (en) | Acoustic anemometer for simultaneous measurement of three fluid flow vector components | |
| EP0158664B1 (en) | Apparatus for correcting barometric pressure for wind velocity and direction | |
| EP3882639A1 (en) | Acoustic air data system with radially paired receivers | |
| JP4593347B2 (ja) | 回転飛翔体 | |
| RU2172961C2 (ru) | Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости | |
| US4122712A (en) | Fluid velocity measuring device | |
| RU2165086C1 (ru) | Устройство для измерения скорости и направления потока газа или жидкости | |
| US5325726A (en) | Method and device for measuring volume flows in liquids and gases | |
| US5550789A (en) | Water turbulence detector | |
| CN106841674B (zh) | 基于超声波反射信号的流速测量装置及测量方法 | |
| US11397192B2 (en) | Acoustic airspeed sensors and processing techniques | |
| EP0083162B1 (en) | Optical air data measurement system | |
| JPH0815427A (ja) | 音響計測ブイ | |
| US3120756A (en) | Acoustic probe | |
| RU2796818C1 (ru) | Измеритель параметров окружающего и набегающего воздушных потоков на летательных аппаратах | |
| Shirokov et al. | The 3D measurement of speed and direction of turbulent air movement | |
| Taira et al. | Deep circulation in the Shikoku Basin measured with the SOFAR floats |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110729 |