Устройство для измерения параметров потока

1 п 50382 СПИ Сава Сееетскнк Социалистических Республик.74 (21) 2 2) Заявлен с присосдинением заявк осударстванный комитет света Министров СССР ео девам изобретенийи открытий 23) Приори(088.8) вано 15.02.76. Бюлле бликования описания еньпуолпк 28 06 76 Бата о) Автор изобретения А, И. Мержеевскийнинградский гидрометеорологический институт 1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ МЕТР ТОК й скорости зла составля пот Изооретение о ия параметров движ зовано для гидро ваний.Известное устройство для измерения параметров потока по авт, св,390448 позволяет измерить лишь модуль скорости потока, что недостаточно при исследовании, например, турбулентности потока, когда необходимо знать составляющие скорости потока относительно заданных координатных осей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения параметров потока т 1 о авт, св.390448 введен узел составляющей скорости, содержащий плоский чувствительный элемент (флажок), закрепленный на одном конце оси, нуль-орган и ферромагнитную систему, подвижные элементы которых крепятся к этой же оси, источник тока и регулятор, причем одна обмотка ферромагнитной системы соединена с источником тока через регулятор, а другая обмотка включена последовательно с обмотками основной ферромагнитной системы.На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг. 2 - его компенсационная схема.Устройство состоит из узла модуля скоротока.Узел модуля скорости потока состоит изчувствительного элемента 1 чашечной или ло пастной конструкции, закрепленного на одномконце поворачивающейся оси 2. К этой же оси крепятся подвижная система нуль-органа 3, отмечающего нулевое положение, и ротор ферромагнитной системы, обмотка 4 которого 10 электромагнитно связана с обмоткой 5 статора, Обмотка 4 ротора и обмотка 5 статора соединены между собой последовательно и питаются от источника тока 6, сила тока которого регулируется регулятором 7. Ток мож но регулировать вручную или автоматическипри помощи следящей системы. Нуль-орган 3, усилитель 8, регулятор 7 тока и обмотки 4 и 5 ферромагнитной системы этого узла образуют следящую систему, автоматически воз вращающую ротор ферромагнитной системы,подвижный элемент нуль-органа и чувствительный элемент узла модуля в исходное (нулевое) положение.Узел составляющей скорости потока содер жит чувствительный элемент 9 плоской конструкции (флажок), закрепленный на оси 10. Флажок располагают таким образом, чтобы нормаль к его плоскости оказалась параллельной оси координат, относительно которой ЗО определяется составляющая скорости, К этойже оси крепятся подвижный элемент нуль-органа 11 и ротор ферромагнитной системы, обмотка 12 которого электромагнитно связана с обмоткой 13 статора. Одна из этих обмоток включена последовательно с обмотками 4 и 5 ферромагнитной системы узла модуля и питается поэтому тем же током 1, а другая обмотка питается от источника тока 14, направление и сила тока которого 1, регулируются регулятором 15.Ток 1 можно регулировать вручную или автоматически при помощи следящей системы, Б последнем случае напряжение рассогласования Е/, этого узла, создаваемое ульорганом 11 при отклонении чувствительного элемента 9 от нулевого положения, усиливается усилителем 16 и управляет фазочувствитсльным регулятором 15, 1-1 уль-орган 11, усилитель 16, регулятор 15 тока, обмотка 13, обмотки 12, 4 и 5 обеих ферромагнитных систем, нуль-орган 3, усилитель 8, регулятор тока 7 образуют следящую систему, возвращающую ротор ферромагнитной системы, подвижный элемент нуль-органа и чувствительный элемент узла составляющей в исходное (нулевое) положение,Поток, воздействуя на плоский чувствительный элемент 9, создает вращающий моментМ=А Рсоа,где А, - постоянная величина, определяемая формой и размерами чувствительного элемента 9; а - угол, образованный нормалью к плоскости чувствительного элемента 9 и направлением скорости потока.Токи 1 и 1 проходя, соответственно, по оомоткам 12 и 13, создают вращающий момент11 тк = В 177где В, - постоянная величина, зависящая от конструкции и материала сердечника ферромагнитной системы этого узла и числа витков обмоток 12 и 13. Направление тока 1 должно быть выбрано таким, чтобы момент М,созданный токами 1 и 7 был противоположен по знаку моменту М, созданному воздействием потока на чувствительный элемент 9. Величину тока 1 подбираюг такой, чтобы происходило уравновешивание моментов Мт и Мц;, т. с. чтооы А, 1/сова = В,Если чувствительный элемент 9 в исходном(нулевом) положении расположен так, что нормаль к его плоскости параллельна координатной оси, относительно которой определяетб ся составляющая скорости потокато1-. 1 гсоз а .=. - - - 1,А0Таким образом, выходная величина этого1 з узла (ток У) линейно связана с измеряемойсоставляющей скорости потока 1,.Слсдящие системы должны быть выполненытаким образом, чтобы интервал времени, втечение которого регулируются токи 1 и 120 был в несколько раз меньше наименьшего периода пульсации скорости потока (по величине и направлению). Следящие системы могутбыть астатическими и статическими,При необходимости одновременного измере 25 ния модуля и двух или трех составляющихскорости потока н устройство вводят, соответственно, два или три узла составляющих скорости, плоские чувствительные элементы которых ориентируют таким образом, чтобы норд 0 мали к их плоскостям оказались параллельными соответствующим координатным осям,Описанное устройство дает возможность определить более полно параметры скорости потока. Преимуществом его является линейная35 зависимость выходных величин от измеряемых параметров,Формула изобретенияУстройство для измерения параметров потока по авт. св. М 390448, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено узлом со ставляющей скорости, содержащим плоскийчувствительный элемент, установленный на оси, нуль-орган и ферромагнитную систему, подвижные элементы которых связаны с той же осью, источник тока и регулятор, причем 50 одна обмотка фсрромагнитной системы соединена с источником тока через регулятор, а другая включена последовательно с обмотками основной ферромагнитной системы,