RU2189601C1 - Device measuring pulsation of current speed - Google Patents
Device measuring pulsation of current speed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189601C1 RU2189601C1 RU2001132999/28A RU2001132999A RU2189601C1 RU 2189601 C1 RU2189601 C1 RU 2189601C1 RU 2001132999/28 A RU2001132999/28 A RU 2001132999/28A RU 2001132999 A RU2001132999 A RU 2001132999A RU 2189601 C1 RU2189601 C1 RU 2189601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- accelerometers
- longitudinal
- inputs
- speed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (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 пульсаций скорости течения 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 the pulsations of the velocity of the medium.
Известны различные устройства, предназначенные для измерения пульсаций скорости течения среды (жидкости или газа), содержащие преобразователи скорости в электрический сигнал (датчики) (см., например, [1]-[4]). Various devices are known for measuring pulsations of the flow velocity of a medium (liquid or gas), containing converters of speed into an electric signal (sensors) (see, for example, [1] - [4]).
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 пульсаций скорости течения 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 the pulsations of the flow velocity, 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 пульсаций скорости течения 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 the pulsations of the flow velocity due to the high sensitivity of the speed transducer to electrical signal to spurious signals resulting from vibrations and uneven movement of the carrier installed, for example, on a towed line.
Устройство [2] 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. The device [2] 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 [2] 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 the device [2] 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.
Устройство [3] 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, поступающих с преобразователей скорости, в электрический сигнал, на выходе устройства формируется сигнал, свободный от вибрационных помех. The device [3] contains a first speed converter to an electric signal, a second and third speed converter to an electric signal identical to the first speed converter to an electric signal, located on one straight line with the first speed converter to an electric signal on either side of it, and also a computational one a unit whose inputs from the first to the third are connected to the outputs of the speed converters into an electrical signal from the first to the third, respectively, and the output is the output of the device. After processing in the computing unit the signals coming from the speed converters into an electrical signal, a signal free of vibrational interference is formed at the output of the device.
Недостатком устройства [3] является большой линейный размер устройства. Недостаток обусловлен тем, что для обеспечения компенсации вибрационных помех второй и третий преобразователи пульсаций скорости находятся на одной прямой линии по разные стороны от первого преобразователя скорости в электрический сигнал на расстоянии, исключающем пространственную фильтрацию пульсаций скорости течения. The disadvantage of the device [3] is the large linear size of the device. The disadvantage is due to the fact that in order to compensate for vibrational disturbances, the second and third converters of the velocity pulsations are located on one straight line on opposite sides of the first transducer into an electrical signal at a distance that excludes spatial filtering of the pulsations of the flow velocity.
Устройство [4] , являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому, содержит преобразователь скорости в электрический сигнал, 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 [4], which is the closest to the proposed technical substance, contains a speed to electric signal converter made in the form of a permanent magnet, in the gap of which a holder with electrodes connected to an electronic amplifier is installed. 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 [4] невысока. Кроме этого устройство [4] не позволяет измерять ортогональные составляющие пульсаций скорости течения в условиях вибрационных помех. 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 [4] is low. In addition, the device [4] does not allow to measure the orthogonal components of the pulsations of the flow velocity under vibrational noise.
Задачей изобретения является повышение точности измерения ортогональных составляющих пульсаций скорости течения в условиях вибрационных помех. The objective of the invention is to improve the accuracy of the measurement of the orthogonal components of the pulsations of the flow velocity under vibrational noise.
Для решения поставленной задачи в устройстве для измерения пульсаций скорости течения, содержащем преобразователь скорости в электрический сигнал, последовательно соединенные первый акселерометр, продольная ось которого параллельна продольной оси преобразователя скорости в электрический сигнал, и первый усилитель, а также первый интегратор, преобразователь скорости в электрический сигнал выполнен трехкомпонентным, в устройство введены второй - шестой акселерометры, идентичные первому акселерометру, жестко связанные с ним и с преобразователем скорости в электрический сигнал и расположенные вместе с первым акселерометром в вершинах октаэдра, диагонали которого взаимно перпендикулярны и пересекаются в одной точке, второй - шестой усилители, идентичные первому усилителю, девять идентичных полосовых фильтров, второй - шестой интеграторы, идентичные первому интегратору, три идентичных блока вычитания, а также блок вычисления функций
где U1, U2, U3, U4, U5, U6 - напряжения на первом, втором, третьем, четвертом, пятом и шестом входах упомянутого блока вычисления функций соответственно, В;
Ux, Uy, Uz - напряжения на первом, втором и третьем выходах упомянутого блока вычисления функций соответственно, В;
x - расстояние между продольными осями третьего и четвертого акселерометров, м;
y - расстояние между продольными осями пятого и шестого акселерометров, м;
z - расстояния между продольными осями первого и второго акселерометров, м;
x0, y0, z0 - координаты чувствительной зоны преобразователя скорости в электрический сигнал в ортогональной системе координат, образованной соответственно продольной, поперечной и вертикальной диагоналями октаэдра, м;
при этом продольная ось второго акселерометра параллельна продольной оси преобразователя скорости в электрический сигнал, которая параллельна расположенной горизонтально продольной диагонали октаэдра, на которой расположены третий и четвертый акселерометры, продольные оси которых параллельны расположенной горизонтально поперечной диагонали октаэдра, на которой расположены пятый и шестой акселерометры, продольные оси которых параллельны вертикальной диагонали октаэдра, на которой расположены первый и второй акселерометры, входы усилителей со второго по шестой соединены с выходами акселерометров со второго по шестой, соответственно, входы полосовых фильтров с первого по шестой соединены с выходами усилителей с первого по шестой, соответственно, выходы полосовых фильтров с первого по шестой соединены со входами интеграторов с первого по шестой, соответственно, выходы которых соединены со входами упомянутого блока вычисления функций с первого по шестой, соответственно, выходы продольной, поперечной и вертикальной составляющих скорости преобразователя скорости в электрический сигнал соединены со входами полосовых фильтров с седьмого по девятый, соответственно, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков вычитания, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами упомянутого блока вычисления функций, а выходы первого, второго и третьего блоков вычитания являются выходами соответственно продольной, поперечной и вертикальной составляющих пульсаций скорости течения.To solve the problem, in a device for measuring pulsations of the flow velocity, comprising a speed transducer into an electric signal, a first accelerometer connected in series, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the speed transducer into an electric signal, and a first amplifier, as well as a first integrator, a speed to electric signal transducer made of three-component, the second and sixth accelerometers are introduced into the device, identical to the first accelerometer, rigidly connected with it and with a speed generator into an electric signal and located together with the first accelerometer at the vertices of the octahedron, the diagonals of which are mutually perpendicular and intersect at one point, the second to the sixth amplifiers identical to the first amplifier, nine identical bandpass filters, the second to sixth integrators identical to the first integrator, three identical subtraction unit, as well as function calculation unit
where U 1 , U 2 , U 3 , U 4 , U 5 , U 6 are the voltages at the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the said block for calculating functions, respectively, V;
U x , U y , U z are the voltages at the first, second, and third outputs of the aforementioned function calculation unit, respectively, V;
x is the distance between the longitudinal axes of the third and fourth accelerometers, m;
y is the distance between the longitudinal axes of the fifth and sixth accelerometers, m;
z - the distance between the longitudinal axes of the first and second accelerometers, m;
x 0 , y 0 , z 0 - coordinates of the sensitive zone of the speed transducer into an electric signal in the orthogonal coordinate system, formed respectively by the longitudinal, transverse and vertical diagonals of the octahedron, m;
wherein the longitudinal axis of the second accelerometer is parallel to the longitudinal axis of the speed transducer into an electrical signal, which is parallel to the horizontally longitudinal diagonal of the octahedron, on which the third and fourth accelerometers are located, the longitudinal axes of which are parallel to the horizontal transverse diagonal of the octahedron, on which the fifth and sixth accelerometers are located, longitudinal whose axes are parallel to the vertical diagonal of the octahedron, on which the first and second accelerometers are located, the inputs amplifiers from the second to sixth are connected to the outputs of the accelerometers from the second to sixth, respectively, the inputs of the first to sixth bandpass filters are connected to the outputs of the amplifiers from the first to sixth, respectively, the outputs of the first to sixth bandpass filters are connected to the inputs of the first to sixth integrators, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the first to sixth functions calculation unit, respectively, the outputs of the longitudinal, transverse and vertical components of the speed of the speed converter the electrical signal is connected to the inputs of the band-pass filters from the seventh to the ninth, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second and third subtraction units, the second inputs of which are connected respectively to the first, second and third outputs of the said function calculation unit, and the outputs of the first , the second and third subtraction blocks are the outputs of the longitudinal, transverse and vertical components of the pulsations of the flow velocity, respectively.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - схема, поясняющая взаимное расположение в пространстве преобразователя скорости в электрический сигнал и акселерометров,
на фиг.2, 3 - проекции координат акселерометров и трехкомпонентного преобразователя скорости в электрический сигнал в, ортогональной системе координат, образованной соответственно продольной, поперечной и вертикальной диагоналями октаэдра,
на фиг.4 - функциональная схема устройства.The invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1 is a diagram explaining the relative position in space of a speed converter into an electric signal and accelerometers,
figure 2, 3 - projection of the coordinates of the accelerometers and a three-component speed Converter into an electrical signal in an orthogonal coordinate system formed respectively by the longitudinal, transverse and vertical diagonals of the octahedron,
figure 4 is a functional diagram of the device.
На чертежах обозначены:
1,..., 6 - акселерометры;
7 - преобразователь скорости в электрический сигнал;
8,..., 13 - усилители;
14,..., 22 - полосовые фильтры;
23,..., 28 - интеграторы;
29 - блок вычисления функций (1);
30,..., 32 - блоки вычитания;
выражения в скобках на фиг.1 - координаты акселерометров 1-6 и преобразователя 7 в системе координат OXYZ, образованной продольной, поперечной и вертикальной диагоналями октаэдра.In the drawings are indicated:
1, ..., 6 - accelerometers;
7 - speed converter into an electric signal;
8, ..., 13 - amplifiers;
14, ..., 22 - bandpass filters;
23, ..., 28 - integrators;
29 - block computing functions (1);
30, ..., 32 - subtraction blocks;
expressions in parentheses in figure 1 - the coordinates of the accelerometers 1-6 and the
В соответствии с фиг.1 устройство содержит трехкомпонентный преобразователь 7 скорости в электрический сигнал, шесть идентичных акселерометров 1-6, расположенных в вершинах октаэдра, жестко связанных между собой и с преобразователем скорости 7 в электрический сигнал. In accordance with figure 1, the device contains a three-
Продольные оси первого и второго акселерометров 1 и 2 параллельны продольной оси преобразователя 7 скорости в электрический сигнал, которая параллельна расположенной горизонтально продольной диагонали октаэдра, которая образует ось Х ортогональной системы координат. На продольной диагонали октаэдра преимущественно по обе стороны от его центра расположены третий и четвертый акселерометры 3 и 4, продольные оси которых параллельны расположенной горизонтально поперечной диагонали октаэдра, которая образует ось Y ортогональной системы координат. На вертикальной оси октаэдра, которая образует ось Z ортогональной системы координат, преимущественно выше и ниже центра октаэдра расположены соответственно первый и второй акселерометры 1 и 2. На поперечной диагонали октаэдра преимущественно по обе стороны от его центра расположены пятый и шестой акселерометры 5 и 6, продольные оси которых параллельны вертикальной диагонали октаэдра. The longitudinal axes of the first and
Взаимно перпендикулярные диагонали октаэдра пересекаются в одной точке и образуют ортогональную систему координат OXYZ. The mutually perpendicular diagonals of the octahedron intersect at one point and form the orthogonal coordinate system OXYZ.
В этой системе координат акселерометры 1-6 и преобразователь 7 имеют следующие координаты:
1 (0, 0, z1),
2 (0, 0, z2),
3 (x3, 0, 0),
4 (x4, 0, 0),
5 (0, у5, 0),
6 (0, у6, 0),
7 (x0, у0, Z0).In this coordinate system, accelerometers 1-6 and
1 (0, 0, z 1 ),
2 (0, 0, z 2 ),
3 (x 3 , 0, 0),
4 (x 4 , 0, 0),
5 (0, y 5 , 0),
6 (0, y 6 , 0),
7 (x 0 , y 0 , Z 0 ).
Согласно фиг. 2, 3 расстояния x, у и z между продольными осями акселерометров с учетом их координат можно определить по формулам:
х=x3-x4,
У=У5-У6,
z=z1-z2.According to FIG. 2, 3 the distances x, y and z between the longitudinal axes of the accelerometers, taking into account their coordinates, can be determined by the formulas:
x = x 3 -x 4 ,
Y = Y 5 -U 6 ,
z = z 1 -z 2 .
Расположение акселерометров 1-6 в вершинах октаэдра, расстояния между ними и расстояние от преобразователя 7 скорости в электрический сигнал до центра октаэдра определяются по нахождению центров чувствительных зон. The location of the accelerometers 1-6 at the vertices of the octahedron, the distance between them and the distance from the speed transducer 7 into an electric signal to the center of the octahedron are determined by finding the centers of the sensitive zones.
Расстояния x, у и z между продольными осями акселерометров выбирают в основном из условия отсутствия влияния акселерометров 1-6 друг на друга и на преобразователь 7. Обычно расстояния x, у и z между продольными осями акселерометров составляют (5-50) см. The distances x, y and z between the longitudinal axes of the accelerometers are selected mainly from the condition that the accelerometers 1-6 do not affect each other and the
Преобразователь 7 скорости в электрический сигнал может быть электромагнитного, термоанемометрического или иного другого известного типа. The speed converter 7 into an electrical signal may be of electromagnetic, hot-wire or other known type.
Предпочтительным вариантом расположения преобразователя 7 и акселерометров 1-6 является такое их расположение, при котором продольная ось преобразователя 7 совпадает с продольной диагональю октаэдра (осью Х системы координат), а акселерометры 1-6 расположены на одинаковом расстоянии от центра октаэдра (от начала координат). В этом случае конструкция устройства получается наиболее компактной, конструктивно симметричной, а выражение (1) упрощается, т.к. У0=Z0=0, а значения x, у, z равны между собой, т.е. x=у=z, что приводит к упрощению блока 29.The preferred arrangement of the
Устройство содержит также (см. фиг.4) шесть идентичных усилителей 8-13, девять идентичных полосовых фильтров 14-22, шесть идентичных интеграторов 23-28, блок 29 вычисления функций (1) и три идентичных блока 30-32 вычитания. The device also contains (see FIG. 4) six identical amplifiers 8-13, nine identical bandpass filters 14-22, six identical integrators 23-28, function calculation unit 29 (1), and three identical subtraction units 30-32.
Входы усилителей 8-13 соединены с выходами акселерометров 1- 6, соответственно. Входы полосовых фильтров 14-19 соединены с выходами усилителей 8-13, соответственно. Выходы полосовых фильтров 14-19 соединены со входами интеграторов 23-28, соответственно, выходы которых соединены со входами блока 29 вычисления функций (1) с первого по шестой, соответственно. Выходы продольной, поперечной и вертикальной составляющей скорости преобразователя 7 скорости в электрический сигнал соединены со входами полосовых фильтров 20-22, соответственно, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков 30-32 вычитания, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока вычисления 29 функций (1). Выходы первого, второго и третьего блоков 30-32 вычитания являются выходами устройства: соответственно выходом продольной, выходом поперечной и выходом, вертикальной составляющей пульсаций скорости течения. The inputs of amplifiers 8-13 are connected to the outputs of accelerometers 1-6, respectively. The inputs of the bandpass filters 14-19 are connected to the outputs of the amplifiers 8-13, respectively. The outputs of the bandpass filters 14-19 are connected to the inputs of the integrators 23-28, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the
Идентичные усилители 8-13 должны иметь диапазон рабочих часто, достаточный для неискаженного пропускания всего диапазона частот измеряемых пульсаций скорости. Коэффициент усиления усилителей 8-13 выбирают таким образом, чтобы при отсутствии пульсаций скорости течения и наличии вибраций носителя сигналы на выходах блоков 30-32 вычитания были равны нулю (на практике - уровню шума). Identical amplifiers 8–13 should have a working range often sufficient for undistorted transmission of the entire frequency range of the measured velocity pulsations. The amplification factor of amplifiers 8-13 is chosen so that, in the absence of ripples in the flow rate and the presence of carrier vibrations, the signals at the outputs of the subtraction blocks 30-32 are equal to zero (in practice, the noise level).
Полосу пропускания идентичных полосовых фильтров 14-22 выбирают в зависимости от пространственного масштаба анализируемых пульсаций скорости течения и скорости движения подвижного носителя. Для решения поставленной задачи используют преимущественно диапазон пространственных неоднородностей λ =(0,01-1,0) м. При фиксированной скорости V движения подвижного носителя этому диапазону соответствует диапазон рабочих частот Δf =fmin÷fmax. В частности, для λ =(0,01-1,0) м и V= 5 м/с Δf =(5-500) Гц. Если скорость подвижного носителя может изменяться, то верхнюю и нижнюю частоты диапазона рабочих частот выбирают, соответственно, из условий fmax = Vmax/λmin и fmin = Vmin/λmax. Например, диапазону рабочих скоростей носителя V= (2,5-10) м/с и упомянутому выше диапазону λ =(0,01-1,0) м соответствует полоса рабочих частот фильтров 14-22 Δf =(2,5-1000) Гц.The passband of identical bandpass filters 14-22 is selected depending on the spatial scale of the analyzed pulsations of the flow velocity and the velocity of the moving carrier. To solve this problem, they mainly use the range of spatial inhomogeneities λ = (0.01-1.0) m. For a fixed speed V of the movement of the moving carrier, this range corresponds to the range of operating frequencies Δf = f min ÷ f max . In particular, for λ = (0.01-1.0) m and V = 5 m / s Δf = (5-500) Hz. If the speed of the mobile carrier can vary, then the upper and lower frequencies of the operating frequency range are selected, respectively, from the conditions f max = V max / λ min and f min = V min / λ max . For example, the range of operating speeds of the carrier V = (2.5-10) m / s and the above range λ = (0.01-1.0) m corresponds to the band of working frequencies of the filters 14-22 Δf = (2.5-1000 ) Hz.
Наилучшим вариантом выполнения фильтров 14-22 является их выполнение с возможностью ручной или автоматической перестройки полосы пропускания в зависимости от скорости движения носителя. The best option for performing filters 14-22 is their implementation with the possibility of manual or automatic tuning of the passband depending on the speed of the carrier.
Время интегрирования интеграторов 23-28 выбирают, по меньшей мере, в 5-10 раз большим максимального периода колебаний на выходе полосовых фильтров 14-22. Если полосовые фильтры 14-22 выполнены с перестройкой диапазона рабочих частот, то и интеграторы 23-28 усреднения целесообразно выполнить с переменным временем интегрирования, изменяющимся обратно пропорционально скорости движения подвижного носителя. The integration time of the integrators 23-28 is chosen at least 5-10 times longer than the maximum oscillation period at the output of the bandpass filters 14-22. If the band-pass filters 14-22 are made with the restructuring of the range of operating frequencies, then it is advisable to perform averaging integrators 23-28 with a variable integration time that varies inversely with the speed of the moving carrier.
Блок 29 вычисления функций (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
В преобразователе 7, например, электромагнитного типа, наряду с чувствительными элементами имеются, как правило, подключенные к ним усилители. Трехкомпонентный преобразователь 7 может выполнен, например, по авторскому свидетельству [5]. In the
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
Носитель, например, буксируемая линия корабля экологического мониторинга, осуществляет перемещение жестко связанных между собой преобразователя 7 скорости в электрический сигнал и акселерометров 1-6 в исследуемой среде. При этом на выходах ортогональных составляющих преобразователя 7 формируются сигналы ортогональных составляющих скорости с помехами, обусловленными вибрацией преобразователя 7 относительно исследуемой среды, которые после фильтрации фильтрами 20-22 поступают на входы блоков 30-32 вычитания. Одновременно на выходах акселерометров 1-6 формируются сигналы, пропорциональные соответствующим ортогональным составляющим ускорений. После усиления усилителями 8-13, фильтрации полосовыми фильтрами 14-19 и интеграторами 23-28 на входах блока 29 формируются сигналы, пропорциональные вибрационным составляющим скорости в сигналах на выходах преобразователя 7. После преобразования по формулам (1) сигналов на выходах интеграторов 23-28 блоком 29 и вычитания сигналов блоками 30-32 вырабатываются неискаженные сигналы, свободные от вибрационных помех, которые поступают для последующей обработки и определения параметров пульсаций скорости течения. The carrier, for example, a towed line of an environmental monitoring vehicle, moves the
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения ортогональных составляющих пульсаций скорости течения в условиях вибрационных помех. Thus, the use of the invention allows to increase the accuracy of the measurement of the orthogonal components of the pulsations of the flow velocity under vibrational noise.
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 пульсаций скорости течения, 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 in production and use it in those areas of technology where it is necessary to determine the parameters of the pulsations of the flow velocity, 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 356564, МПК G 01 Р 5/08, 1972 г.LIST OF REFERENCES
1. Auth. St. USSR 356564, IPC G 01 P 5/08, 1972
2. Авт. св. СССР 773496, МПК G 01 Р 5/08, 1980 г. 2. Auth. St. USSR 773496, IPC G 01 P 5/08, 1980
3. Патент России 2164691, МПК G 01 Р 5/08, 2001 г. 3. Patent of Russia 2164691, IPC G 01 P 5/08, 2001
4. Авт. св. СССР 685984, МПК G 01 Р 5/08, 1979 г. (прототип). 4. Auth. St. USSR 685984, IPC G 01 P 5/08, 1979 (prototype).
5. Авт. св. СССР 1239604, МПК G 01 Р 5/08, 1986 г. 5. Auth. St. USSR 1239604, IPC G 01 P 5/08, 1986
Claims (1)
где U1-U6 - напряжения на первом, втором - шестом входах упомянутого блока вычисления функций, соответственно, В;
Uх, Uу, Uz - напряжения на первом, втором и третьем выходах упомянутого блока вычисления функций соответственно, В;
х - расстояние между продольными осями третьего и четвертого акселерометров, м;
у - расстояние между продольными осями пятого и шестого акселерометров, м;
z - расстояние между продольными осями первого и второго акселерометров, м;
х0, у0, z0 - координаты чувствительной зоны преобразователя скорости в электрический сигнал в ортогональной системе координат, образованной соответственно продольной, поперечной и вертикальной диагоналями октаэдра, м,
при этом продольная ось второго акселерометра параллельна продольной оси преобразователя скорости в электрический сигнал, которая параллельна расположенной горизонтально продольной диагонали октаэдра, на которой расположены третий и четвертый акселерометры, продольные оси которых параллельны расположенной горизонтально поперечной диагонали октаэдра, на которой расположены пятый и шестой акселерометры, продольные оси которых параллельны вертикальной диагонали октаэдра, на которой расположены первый и второй акселерометры, входы усилителей со второго по шестой соединены с выходами акселерометров со второго по шестой соответственно, входы полосовых фильтров с первого по шестой соединены с выходами усилителей с первого по шестой соответственно, выходы полосовых фильтров с первого по шестой соединены со входами интеграторов с первого по шестой соответственно, выходы которых соединены со входами упомянутого блока вычисления функций с первого по шестой соответственно, выходы продольной, поперечной и вертикальной составляющих скорости преобразователя скорости в электрический сигнал соединены со входами полосовых фильтров с седьмого по девятый соответственно, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего блоков вычитания, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами упомянутого блока вычисления функций, а выходы первого, второго и третьего блоков вычитания являются выходами соответственно продольной, поперечной и вертикальной составляющих пульсаций скорости течения.A device for measuring pulsations of the flow velocity, comprising a speed transducer into an electrical signal, a first accelerometer connected in series, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the speed transducer into an electric signal, and a first amplifier, as well as a first integrator, characterized in that the speed to electric signal transducer is made three-component, the second and sixth accelerometers identical to the first accelerometer, rigidly connected to it and to the converter with bores in the electric signal and located together with the first accelerometer at the vertices of the octahedron, the diagonals of which are mutually perpendicular and intersect at one point, the second to the sixth amplifiers identical to the first amplifier, nine identical bandpass filters, the second to sixth integrators identical to the first integrator, three identical blocks subtraction, as well as a function calculation unit
where U 1 -U 6 are the voltages at the first, second and sixth inputs of the said block for calculating functions, respectively, V;
U x , U y , U z are the voltages at the first, second, and third outputs of the aforementioned function calculation unit, respectively, V;
x is the distance between the longitudinal axes of the third and fourth accelerometers, m;
y is the distance between the longitudinal axes of the fifth and sixth accelerometers, m;
z is the distance between the longitudinal axes of the first and second accelerometers, m;
x 0 , y 0 , z 0 - coordinates of the sensitive zone of the speed transducer into an electric signal in an orthogonal coordinate system formed respectively by the longitudinal, transverse and vertical diagonals of the octahedron, m,
wherein the longitudinal axis of the second accelerometer is parallel to the longitudinal axis of the speed transducer into an electrical signal, which is parallel to the horizontally longitudinal diagonal of the octahedron, on which the third and fourth accelerometers are located, the longitudinal axes of which are parallel to the horizontal transverse diagonal of the octahedron, on which the fifth and sixth accelerometers are located, longitudinal whose axes are parallel to the vertical diagonal of the octahedron, on which the first and second accelerometers are located, the inputs amplifiers from the second to sixth are connected to the outputs of the accelerometers from the second to sixth, respectively, the inputs of the bandpass filters from the first to sixth are connected to the outputs of the amplifiers from the first to sixth, respectively, the outputs of the bandpass filters from the first to sixth are connected to the inputs of the integrators from the first to sixth, respectively, the outputs which are connected to the inputs of the first to sixth function calculation unit, respectively, the outputs of the longitudinal, transverse and vertical components of the speed of the speed transducer the electrical signal is connected to the inputs of the band-pass filters from the seventh to the ninth, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second and third subtraction units, the second inputs of which are connected respectively to the first, second and third outputs of the said function calculation unit, and the outputs of the first, second and the third subtraction blocks are the outputs of the longitudinal, transverse, and vertical components of the pulsations of the flow velocity, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001132999/28A RU2189601C1 (en) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | Device measuring pulsation of current speed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001132999/28A RU2189601C1 (en) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | Device measuring pulsation of current speed |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2189601C1 true RU2189601C1 (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20254604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001132999/28A RU2189601C1 (en) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | Device measuring pulsation of current speed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189601C1 (en) |
-
2001
- 2001-12-05 RU RU2001132999/28A patent/RU2189601C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4601206A (en) | Accelerometer system | |
| GB2194058A (en) | Arrangement for contactless measurement of the volume flow or mass flow of a moving medium | |
| JP2013076610A (en) | Acceleration sensor circuit | |
| CN112683386A (en) | Integral piezoelectric vibration velocity vector hydrophone | |
| JP2013171041A (en) | Apparatus, system, and method for monitoring earthquake | |
| RU2189601C1 (en) | Device measuring pulsation of current speed | |
| RU22559U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PULSATIONS OF CURRENT SPEED | |
| US8601873B2 (en) | Angular velocity sensor | |
| RU2174687C1 (en) | Device measuring turbulent pulsation of speed | |
| RU18857U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
| RU2177621C1 (en) | Gear measuring turbulent pulsation of velocity | |
| RU2164691C1 (en) | Device for measuring turbulent fluctuations of speed | |
| Nur’aidha et al. | Implementation of MEMS accelerometer for velocity-based seismic sensor | |
| CN113932842A (en) | Measuring device | |
| CN112925035A (en) | Dynamic cold atom gravimeter scheme without vibration reduction platform | |
| RU17989U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
| US5396801A (en) | Vibrometer | |
| 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 | |
| RU2177622C1 (en) | Device detecting turbulent spots in sea medium | |
| RU15404U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
| RU18854U1 (en) | DEVICE FOR DETECTING TURBULENT SPOTS IN A MARINE ENVIRONMENT | |
| KR100907826B1 (en) | 3-D tilt angle calculation circuit | |
| TWI823455B (en) | Vibration sensing device | |
| CN112629517B (en) | MEMS gyro interference suppression method for two-way quadrature phase-shift demodulation filtering | |
| RU2184378C1 (en) | Method for determining averaged quadratic values of turbulent speed pulsations in sea medium under conditions of additive vibration noise signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031206 |