2. Измеритель по п.1, о т л и ч ающи йс тем, что модул тор со светлыми и темными полосами выполнен в форме конусной поверхности совмещенной вершиной с осью вращени ветроприемника.2. The meter as defined in claim 1, wherein the modulator with light and dark stripes is made in the shape of a conical surface with a combined apex with the axis of rotation of the wind receiver.
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в метеорологии дл измерени скорости и направлени ветра. I. Известен фотоэлектрический измеритель скорости ветра, содержащий ветроприемник в виде лопастного винта и флюгарки, пересчетную схему в виде диска со светлыми и темными полосами, кинематически св занного с лопастным винтом, и фотопреобразователь скорости вращени , выполненный в виде оптически св занных с диском источника света и двух фотоприемников , подключенных к регистратору импульсов , в котором с целью повышени точности измерени направлени ветра введены две ортогональные светонепроницаемые пластины, разнесенные по высоте и расположенные между дисками и фотоприемниками и две кинематически св занные шестерни, при этом перва шестерн закреплена на оси вращени флюгарки, а втора жестко соединена со светонепроницаемыми пластинами Cl. Недостаток устройства - возрастание погрешности при переходе пластин через диаметральную плоскость корабл . Так, например, если направление ветра совпадает с диаметральной плос костью корабл , а отклонение в обе стороны достигает 20°, то осредненноенаправление курсового угла ветра равно не , а 10°, т.е. погрешность достигает 10°. Наиболее близко к пpeдлaгaeмo fy устройство, содержащее ветроприемник в виде нереверсивного датчика скорос ти потока и флюгарки, пересчетную схему в виде модул тора со светлыми и темными полосами, кинематически св занного с ветроприемником, фотопреобразователь скорости вращени в виде оптически св занных с модул тором источника света и фотоприемника, подключенного к регистратору импульсов , светонепроницаемую пластину, расположенную между модул тором и фотоприемником, формирователь направленного пучка света в виде отражател со щелевым отверстием и привод, кинематически св занный с формирователем направленного пучка света L2. Недостатками известного устройства вл ютс сравнительно низка точность измерени направлени ветра, обусловленна наличием кинематических Св зей в узле направлени и существованием передаточного числа (1:4) используемых шестерен, а также сложность конструкции, обусловленна наличием второй светонепроницаемой пластины , двух шестерен, кинематически св занных с флюгаркой, и второго фотоприемника . Цель изобретени - повьш1ение точности измерени направлени ветра и упрощение конструкции. Поставленна цель достигаетс тем, ЧТОв фотоэлектрическом измерителе ветра, содержащем ветроприемник в виде нереверсивного датчика скорости потока и флюгарки, пересчетную схему в виде модул тора со светлыми и темными полосами, кинематически св занного с ветроприемником, фотопреобразователь скорости вращени в виде оптически св занных с модул тором источника света и фотоприемника , подключенного к регистратору импульсов , светонепроницаемую пластину, расположенную между модул тором и фотоприемником, формирователь направленного пучка света в виде отражател со щелевым отверстием и привод, кинематически св занный с формирователем направленного пучка света, светонепроницаема пластина жестко закреплена на флюгарке, а со стороны хвостового оперени , на пути луча между источником света и модул тором устасветонепроницаема новлена заслонка . При этом модул тор со светлыми и темными полосами выполнен в форме конической поверхности, совмещенной вершиной с осью вращени ветроприемника . На чертеже представлен фотоэлектрический измеритель ветра, продольный разрез. Измеритель содержит источник 1 света, расположенный в подставке при бора 2 и снабженный колпачковым отра жателем 3 с установленным по оси щели штоком 4, на котором укреплен отражатель 5, направл ющий световой по ток на пластину 6, жестко скрепленну с осью 7 вращени флюгарки 8. Ось 7 вращени флюгарки 8 проходит внутри трубки 9, вл ющейс осью вращени нереверсивного датчика 10, с которой скреплен конус 11, на внутренней полости которого нанесены светлые и те ные полосы. Ширина щелевого отверсти колпачкового отражател 3 соответствует ширине отражател 5, ширина которого превышает ширину пластины 6. Размер светлых отражающих полос, нанесенных на конусе 11 в месте отражени светового потока, существенно меньше ширины этого потока (в 510 раз) . Ширина же темных полос долж на быть такой, чтобы исключить попадание светового потока более чем на одну светлую полосу, например суммар на ширина светлой и темной полос вдвое больше ширины светового потока Поэтому при любом направлении потока при прохождении полос через ось светового пучка на фогоприемник 12, например фотодиод, поступает два све товых импульса (до и после прохождени пластины 6, которые и вл ютс мерой скорости потока V, а длительность тени вл етс мерой угла разворота от устанавливаемого с помощью шагового мотора исходного направлени . Колпачковьй щелевой отражатель 3 и жестко соединенный с ним с помощью штока 4 отражатель 5 выполнены с воз можностью поворота на контролируемый угол посредством, например, шагового мотора 13. С осью 7 флюгарки 8 жестко скреплена установленна со ст РОНЫ ее хвостового оперени заслонка 14, перекрывающа световой поток, направл емый на фотоприемник, в слу11 чае установки направлени , обратного измер емому. Электрические импульсы, формируемые фотоприемником 12, поступают по лини м св зи в регистратор (не показан; . Измеритель ветра работает следующим образом. Световой поток от источника 1 света через щелевое выходное отверстие колпачкового отражател 3 направл етс на отражатель 5, от которого он направл етс на пластину 6, жестко скрепленную с осью 7 вращени флюгарки 8 и далее на конус 11, на котором имеютс светлые и темные полосы. Период затемнени , завис щий от угла разворота (и положени пластины 6), характеризует величину составл ющей вектора скорости на ось, перпендикул рно осевому сечению щелевого выходного отверсти колпачкового отражател 3, т.е. VCose(, где V - скорость, а о - угол отклонени от исходного направлени (на корабле это курсовой угол ветра). При переходе пластиной 6 диаметральной плоскости корабл (направлени , прин того за нуль отсчета) и перпендикул рного ему направлени наступает неоднозначность отсчета направлени (при неизменности изменени направлени поворота ветра и при вращении в обратную сторону картина изменени величины составл ющей не мен етс ). Поэтому целесообразно устанавливать исходное направление, близкое к осредненному направлению (V Cosot 0,7 V) . В этом случае необходимо посредством, например, шагового мотора щелевой отражатель устанавливать таким образом , чтобы осредненное направление было близко к 45. Количество импульсов , формируемых с помощью фотоприемника 12, характеризует скорость потока. Просуммировав величины составл ющей за некоторый отрезок времени , например, как и в известном устройстве с помощью синхронного двигател , с барабаном которого в моменты затемнени фрикционно св зываютс одни диски, а в моменты формировани световых импульсов - другие диски, суммируют интервалы времени путем подключени дисков к барабану синхронного двигател осредн ем V Cos d за этот промежуток времени. Име величину V Cos оС и V, определ ем CoscL и величину оС.. Если устано5 11070566The invention relates to instrumentation engineering and can be used in meteorology to measure wind speed and direction. I. A photoelectric wind speed meter is known that contains a wind receiver in the form of a bladed screw and flyugarka, a disc scale in the form of a disk with light and dark stripes, kinematically associated with a blade screw, and a rotational speed photo-converter made in the form of optically associated with a light source disk and two photodetectors connected to a pulse recorder, in which two orthogonal opaque plates, spaced in height, are introduced to increase the accuracy of wind direction measurements. and two kinematically connected gears located between the discs and the photodetectors, the first gear wheel being attached to the axis of rotation of the flyugarka, and the second one is rigidly connected to the opaque plates Cl. The drawback of the device is an increase in the error when the plates pass through the diametral plane of the ship. So, for example, if the wind direction coincides with the ship’s diametral plane, and the deviation in both directions reaches 20 °, then the average direction of the course angle of the wind is not, but 10 °, i.e. the error reaches 10 °. Closest to the proposed fy is a device containing a wind receiver in the form of an irreversible flow rate sensor and a flyugarka, a scatter circuit in the form of a modulator with light and dark stripes, kinematically connected with a wind receiver, a rotational speed converter in the form of optically associated with a light source modulator and a photodetector connected to a pulse recorder, an opaque plate located between the modulator and the photodetector, a shaper of a directional light beam in the form of a reflector with a slit th hole and a drive kinematically coupled with the generator directional beam L2. The disadvantages of the known device are relatively low measurement accuracy of the direction of the wind, due to the presence of kinematic links in the node direction and the existence of the gear ratio (1: 4) used gears, as well as the complexity of the design, due to the presence of a second opaque plate, two gears, kinematically associated with flyugarka, and the second photodetector. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the direction of the wind and simplify the design. The goal is achieved by the fact that in a photoelectric wind meter containing a wind receiver in the form of an irreversible flow velocity sensor and a flyugarka, a scatter circuit in the form of a modulator with light and dark stripes kinematically associated with a wind receiver, a rotational speed converter in the form of optically associated with the modulator the light source and the photodetector connected to the pulse recorder, an opaque plate located between the modulator and the photodetector, the former a beam of light in the form of a reflector with a slit orifice and a drive kinematically connected to the former of the directional beam of light, the opaque plate is rigidly fixed to the flyugar, and on the tail end side, an opaque barrier is installed on the beam path between the light source and the modulator. In this case, the modulator with light and dark stripes is made in the form of a conical surface, combined with the apex and the axis of rotation of the wind receiver. The drawing shows a photoelectric wind meter, a longitudinal section. The meter contains a light source 1 located in the stand of the instrument 2 and provided with a cap reflector 3 with a rod 4 mounted along the slit axis, on which a reflector 5 is fastened, directing the light flux to the plate 6 rigidly attached to the axis 7 of rotation of the flasher 8. The axis 7 of rotation of the wind vane 8 passes inside the tube 9, which is the axis of rotation of the irreversible sensor 10, with which a cone 11 is attached, on the inner cavity of which light and dark stripes are applied. The width of the slit hole of the cap reflector 3 corresponds to the width of the reflector 5, the width of which exceeds the width of plate 6. The size of the bright reflective strips deposited on the cone 11 at the place of reflection of the light flux is significantly less than the width of this flux (510 times). The width of the dark stripes should be such as to exclude the luminous flux from entering more than one bright strip, for example, the total for the width of the bright and dark stripes is twice the width of the luminous flux. Therefore, for any direction of flow when the stripes pass through the axis of the light beam to the receiver 12, for example, a photodiode, two light pulses come in (before and after the passage of plate 6, which are a measure of the flow rate V, and the shadow duration is a measure of the turn angle from Cap slit reflector 3 and rigidly connected to it with the rod 4 reflector 5 are made with the ability to turn at a controlled angle by, for example, a stepper motor 13. With the axis 7, the wind vane 8 is rigidly fixed to the tail assembly 14 the overlapping luminous flux directed to the photodetector, in the case of setting the direction opposite to the measured one. The electric pulses generated by the photoreceiver 12, are transmitted through the communication lines to the recorder (not shown; . Wind meter works as follows. The light flux from the light source 1 through the slit outlet of the cap reflector 3 is directed to the reflector 5, from which it is directed to the plate 6 rigidly attached to the axis 7 of rotation of the wind vane 8 and further to the cone 11 on which there are light and dark stripes. The period of darkening, depending on the angle of rotation (and the position of the plate 6), characterizes the magnitude of the component of the velocity vector per axis, perpendicular to the axial section of the slotted outlet of the cap reflector 3, i.e. VCose (where V is the speed and o is the angle of deviation from the original direction (on the ship it is the course angle of the wind). When the plate 6 goes through the ship’s diametrical plane (the direction taken as zero) and the direction perpendicular to it (at constant change in the direction of rotation of the wind and when rotating in the opposite direction, the picture of the change in the magnitude of the component does not change.) Therefore, it is advisable to set the initial direction close to the averaged direction (V Cosot 0.7 V). If necessary, by means of, for example, a stepper motor, the slit reflector should be set in such a way that the averaged direction is close to 45. The number of pulses generated by the photodetector 12 characterizes the flow rate by summing the values of the component over a certain period of time, for example, as in the well-known device with the help of a synchronous motor, with the drum of which some disks are frictionally connected at the moments of darkening, and other disks at the moments of formation of light impulses, sum up the interval ly time by connecting to the drum drive synchronous motor it Averaging V Cos d for the time interval. Having a value of V Cos оС and V, we define CoscL and a magnitude оС .. If it is installed5 11070566
вить пластину 6 перпендикул рно изоб-вследствие замены кинематических св раженному на чертеже, то получим. зей оптическими, а также тем, что составл ющую sinoi. Принципиально этопогрешности измерений не увеличиваютничего не мен ет. Возможно вычисле-с в четыре раза за счет передаточноние обеих составл ющих при наличии5 го числа 1:4, отсутствующего в предвторого фотоприемника. Но, посколькулагаемом измерителе. Поворот же щелев дальнейшем осуществл ютс вычисле-вого колпачкового отражател позвол ни направлени , достаточно иметьет избавитьс от погрешностей, возодну составл ющую. Отсутствие двух никающих в известном измерителе при шестерен, одна из которых св зана ° направлени х ветра, когда совпадает с флюгар-кой, и второго фотоприемни- .направление ортогональных пластин с ка упрощает конструкцию и повьшаетдиаметральной плоскостью корабточность измерени направлений ветрал .If the plate 6 is perpendicular to the image due to the replacement of the kinematic coupling on the drawing, we get. these optical, and the fact that the component is sinoi. Fundamentally, this measurement error does not increase anything else. It is possible to calculate four times due to the transfer of both components in the presence of 5: 1: 4, which is absent in the preliminary photodetector. But since the proposed meter. The rotation of the slits is further carried out by the computational cap reflector allowing neither direction, it is sufficient to get rid of the errors that occur. The absence of two gears in a known gauge with gears, one of which is related to the wind direction, when it coincides with the wind vane, and the second photoreception direction of the orthogonal plates with ka simplifies the design and increases the winding direction of the shipboard direction dimension.