Устройство для измерения характеристик движения частиц атмосферных осадков
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1402117
Авторы: Годлевский, Жуков, Цвык
Формула
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ, содержащее оптический блок, включающий источник излучения с коллимирующей системой, апертурную и приемную диафрагмы, установленные напротив друг друга, и выполненные каждая в виде четырех щелей, две из которых параллельные друг другу, а две другие установлены под различными углами к ним, четыре фотоприемника, установленных за каждой из щелей приемной диафрагмы, а также блок вычисления и регистрации, причем выходы фотоприемников соединены с входами блока вычисления и регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений скоростей и углов движения частиц, в него дополнительно введены блоки вычисления максимального, минимального и среднего углов движения частиц, блок управления, поворотное устройство оптического блока около вертикальной оси и измеритель направления скорости ветра, при этом горизонтальная ось оптического блока совпадает с горизонтальной осью измерителя направления ветра, блоки вычисления минимального и максимального углов движения частиц включены между первыми и вторыми выходами блока вычисления и регистрации и входами блока управления, соответственно блок вычисления среднего угла движения частиц соединен своими входами с выходами блоков вычисления минимального и максимального углов движения частиц, а выходом - с третьим входом блока управления, выход которого соединен с входом поворотного устройства вертикальной оси оптического блока, выход которого соединен с четвертым входом блока управления и третьим выходом блока вычисления и регистрации.
Описание
Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений скорости и углов движения частиц.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит оптический блок, включающий источник оптического излучения 1, коллимирующую систему 2, апертурную диафрагму 3, приемную диафрагму 4, приемную оптику 5, четыре фотоприемника 6, а также устройство вычисления и регистрации 7, блок вычисления минимального значения (





На фиг. 2 показано выполнение щелей в апертурной диафрагме.
Соответственно этим щелям напротив них устанавливаются равные по размерам диафрагмы в приемной системе. Щели 1 и 2 параллельны между собой. Щель 3 и 4 установлены под углом



На фиг. 3 приведены графики зависимости максимального






На фиг. 4 показано положение осей ОО1 и ОО2 и система отсчета углов.
На фиг. 5 приведен пример выполнения блока управления.
Устройство работает следующим образом.
По сигналам с измерителя скорости ветра 13, например М - 63, горизонтальная ось ОО2 оптического блока вместе с блоком поворота устанавливается всегда навстречу направлению скорости ветра (






Общая скорость движения V, вертикальная V

V= l1/t1cos




Сигнал о угле падения частиц

















V=




V=


Аналогично производится управление, когда









Углы, под которыми могут двигаться частицы осадков при скоростях ветра от 2 до 10 м/с, можно вычислить из фиг. 3, где приведены зависимости углов движения частиц в градусах:






В турбулентном потоке воздуха капли воды диаметром больше 5 мм будут распадаться, так что в атмосфере можно считать, что Rмакс= 2,5 мм. Капли с R<0,25 мм почти не имеют направленного движения и кажутся плавающими в воздухе (так называемая морось). Поэтому для дождя Rмин

Установившаяся скорость падения максимальных частиц Vмакс= 9,09 м/с, а минимальных частиц Vмин= 2,05 м/с. Как видно, из фиг. 3 а, частицы дождя, имеющие минимальный радиус Rмин, падают под максимальными углами



Крупные частицы дождя даже при ветре V










Расчет угла



Для града оценку

Из фиг. 3б видно, что частицы града при ветре V= 10 м/c летят под углом меньше 45о. Максимальная разница между








В случае крупы за Vмакс принимают 3 м/с, а Vмин















Таким образом, для атмосферных осадков при скоростях ветра V





























Связь между измерителем скорости, ветра, например, М-47 с оптическим блоком может быть выполнена следующим образом. Оптический блок вместе с блоком поворота устанавливается на платформе, которая вращается с помощью сельсинового двигателя - приемника, аналогичного, например, в электронном блоке М-47 или другого, управляемого от сельсина - датчика, установленного в датчике М-47. Такая связь всегда обеспечивает совпадение горизонтальных осей измерителя направления скорости ветра и оптического блока. Т. е. ось ОО2 оптического блока всегда направлена навстречу ветру.
Пример выполнения блока управления приведен на фиг. 5, на котором показаны соединенные определенным образом компараторы 13, 14, инвертор 15, схема 16 совпадений, RS-триггер 17, блок 18 памяти, сумматор 19, ключи 20, 21, усилитель 22, двигатель 23, датчик 24 угла поворота, детектор 25 нуль-сигнала и формирователь 26 импульсов.
(56) Авторское свидетельство СССР N 1223725, кл. G 01 W 1/00, 1986.
Изобретение относится к области метеорологии. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений скорости и углов движения частиц. Сигнал о угле


Рисунки
Заявка
4070601/10, 14.04.1986
Институт оптики атмосферы СО АН СССР
Годлевский А. П, Жуков А. Ф, Цвык Р. Ш
МПК / Метки
МПК: G01W 1/00
Метки: атмосферных, движения, осадков, характеристик, частиц
Опубликовано: 28.02.1994
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1402117-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-kharakteristik-dvizheniya-chastic-atmosfernykh-osadkov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения характеристик движения частиц атмосферных осадков</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления мишени для распыления халькогенидных стеклообразных материалов в вакууме
Следующий патент: Способ непрерывного культивирования дрожжей
Случайный патент: Рабочее колесо турбомашины