Устройство для измерения параметров течения

О П И С А Н И Е пм 661340.ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61 ополнительное к авт. свид-ву - 16.12.77 (21) 2554759(18-1 ем заявки-(22) Заявлено с присоединени 01 Р 502 сударствеииый кемитет СССР па делам изобретенийи аткрытий(72) Автор изобретен М. Усен градский гидрометеорологический институ Заявитель) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ1Изобретение относится к области измерения параметров движения.Известно устройство для измерения параметров течения устройства, содержащее приемник течения, например, в виде шарика, подвешенного на нити (маятникового подвеса), и системь. регистрации отклонений маятникового подвеса от вертикали под действием течения 1.Ввиду того, что приемник течений имеет конечные размеры и форму шара, а маятниковый подвес - фиксированную длину, то известное устройство нельзя применить для измерения поверхностного течения при условии непостоянства уровня жидкости, так как при этом непрерывно изменяется площадь миделевого сечения приемника в потоке или приемник периодичесКи выходит из потока.Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения скорости течения, содержащее приемник течения, укрепленный на упругом элементе, связанном с преобразователем его деформации, и жесткое основание, на котором размещен упругий элемент 2. Однако при вертикальных колебанияхуровня потока происходит изменение площади поперечного (миделевого) сечения погруженной в жидкость части приемника, и плеча действующей силы, что вносит в результаты измерений погрешности, пропорциональные величине изменения уровня.Цель изобретения - повышение точности измерения параметров поверхностного течения путем исключения влияния колебаний уровня жидкости относительно приемника. О Для этого приемник выполнен в виде вертикального полого цилиндра, нижний конец которого открыт, а верхний закреплен на упругом элементе, снабженном внутренней полостью, сообщающейся с полостью приемника.На чертеже изображено предлагаемоеустройство.Устройство для измерения параметровтечения состоит из цилиндрического приемника 1 гидродинамического давления пото О ка, укрепленного на упругом чувствительномэлементе 2, например, трубчатого типа с внутренней полостью 3. Упругий элемент 2 снабжен измерительным преобразователем661340 Формула изобретенал цниипиТираж 1089 филиал Ужгород,2432/40 исиое ент, иая, 4 Заказ Под П Па4 деформации, например тензорезисторами, наклепанными на внешней или внутренней поверхности упругого элемента 2, консоль- но укреплен на неподвижном основании 5. Внутренняя полость 3 пневматически связана с жидкостью сквозным отверстием 6, проходящим вдоль пролольной оси цилиндрического приемника давления до его нижнего заглубленного конца, Выход измерительного преобразователя 4 деформации упругого чувствительного элемента с помощью линии связи (например, кабелем) подключен к измерительному прибору (на цертеже не показан).Устройство работает следующим образом. оУстройство устанавливают в месте измерения на неподвижном основании 5 с таким расчетом, чтобы приемник гидродинамического давления потока был опущен в воду при максимальных амплитудах колебаний уровня потока. Поток воздействует на при емник 1 с силой, пропорциональной скорости течения и площади миделевого сецения части приемника, и деформирует чувствительный элемент 2. Определяя степень деформа-ции элемента 2 в двух взаимно перпендику- д лярных направлениях при неизменном положении уровня с помощью преобразователя 4 деформации (тензорезисторов) определяют результирующую силу, действующую на приемник 1, и скорость потока, При изменениях уровня потока непрерывно изменяется и площадь миделевого сечения погру,женной части приемника, что приводит к изменениям результирующей силы давления потока на приемник 1. Одновременно с изменением уровня жидкости изменяется и з давление воздуха во внутренней полости 3 элемента 2. Степень удельной деформации элемента 2, выполненного с полостью, зависит от жесткости, которая в свою очередь зависит от поперечного сечения упругого элемента (трубки), т. е. внутреннего давле 40 нйя. При увеличении внутреннего давления растет жесткость цувствительного элемента.Параметры упругого элемента 2 и приемника 1 выбраны таким образом, чтобы дополнительная деформация упругого элемента, возникающая вследствие увеличения площади миделевого сечения приемника давления потока при возрастании уровня жидкости, компенсировалась за счет увеличения жесткости упругого элемента в результате увеличения давления воздуха при возрастании уровня в сквозном отверстии 6. Таким образом, степень деформации чувствительного элемента зависит только от скорости потока и не зависит от колебаний уровня жидкости. Определяя степень деформации чувствительного элемента в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью измерительного преобразователя леформации 4, например тензодатчиков, судят о параметрах поверхностного течения. Устройство для измерения параметров течения, содержащее приемник течения, укрепленный на упругом элементе, связанном с преобразователем его деформации, и жесткое основание,на котором размещен упругий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров поверхностного течения путем исключения влияния колебаний уровня водной поверхности относительно приемника, последний выполнен в виде вертикального полого цилиндра, нижний конец которого открыт, а верхний закреплен на упругом элементе, снабженном внутренней полостью, сообщающейся с полостью приемника.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3370462, кл. 73 в 2,968.2. Быков В, Д., Васильев А. В. Гидрометрия. Л., Гидрометеоиздат, 1969, с, 154.