Способ измерения скорости перемещения среды

(и) 5328 ЗОБР И ВИДЕТЮЛЬСТВ К АВТОРСКО 251) М. Кл.601 Р 5/О 22) Заявлен 7.75 2152055 1 присоедине заявкиасударственный номит Совета Министров ССС оо делам иэооретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 06.04,77 51.46.08(71) Заявите 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СРЕ скорость метк ебаний от- ча а С - ск ель - меткенных е на участке излуч орость звука в а-приемник; ол между вект ем рассеянного таким способом скоростиучения. дь 5- уг направлениОднако менно опр среды и велЦелью мерение ве одновре- корости возможн енное пз 1 и опренаправления деление(61) Дополнительное к авт,Изобретение относится к гидро - и аэродинамической измерительной технике и может бытьиспользовано для измерения локальных скоростей водных и воздушных потоков, а также других жидких и газообразных сред.Известны способы измерения потока, когда скорость диссипации турбулетной энергии и внутренний масштаб турбулентности оцениваются по ширине спектра доллер-сигнала, а скорость среды определяют по доплеровскому сдвигу частоты рас сеянной средой излучения 11.Известен также способ измерения скорости перемещения среды, по которому в среду излучается фокусированная ультразвуковая волна такой интенсивности, чтобы в зоне фокуса образовалась 15 кавитационная область или тепловая метка (за счет поглощения звука средой), рассеянное на этой метке излучение, имеющее сдвиг частоты, поступает через приемник ультразвуковых колебаний в электронную схему, которая выделяет этот сдвиг часто ты 2.Скорость сноса метки определяется по формуле У=то с совсс, 1)де- частота принятого сигнала; еделить направление вектораичину этого вектора.изобретения является одновремличины вектора скорости сред Это достигается тем, что определяют форму спектра доплеровского сигнала, полученного в разных точках пространства для каждого значения скорости, и по максимальной частоте спектра определяют величину скорости среды, а по частоте максимума огибающей этого спектра определяют направление вектора скорости.На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 дан график зависимости доплеровского сигнала от угла А;, на фиг. 3 - форма доплеровского сигнала на экране анализатора.Выход генератора гармонических колебаний 1 подключен к фокусирующему излучателю ультразвуковых колебаний 2 и ко входу смесителя 3, к которому подключен анализатор спектра 4.Устройство работает следующим образом. Сфе- ь рический излучатель 2 создает фокусированную волну в исследуемой среде и вследствие ее нелиней ного взаимодействия со средой в области фокуса образуется тепловая или кавитационная метка. Отраженный от этой метки сигнал поступает на тот же из О лучитель 2, который одновременно выполняет роль приемника ультразвуковых колебаний.Величина доплеровского сигнала, поступающего на приемник ультразвука, зависит от угла сс. Поэтому доплеровский сигнал на выходе смесителя имеет некоторый спектр при постоянной скорости метки. На фиг. 2 показана форма спектра доплеровского сигнала на экране анализатора, когда с=О, гдеопределяется по формуле (1) при А = 0;величина доплеровского сигнала, определяы. максемая по формуле (1) при а:амакс При изменении величины скорости весь спектр целиком смещается по оси частот. При изменении направления вектора скорости форма спектра меняется.На фиг. 3 показана форма спектра доплеров ского сигнала, когда = )". Максимум смещается к середине огибающей спектр. Смещение максимума спектра происходит из - за того, что индикатриса рассеяния метки не зависит от направления вектора скорости. По величине частотыд 1 между частотой максимума и максимальной частотой смещения определяют угол , а по величине амакс - величину вектора скорости,Формула изобретенияСпособ измерения скорости перемещения среды путем излучения в среду фокусированной ультра. звуковой волны, приема ультразвукового сигнала, рассеянного от созданных в фокусе неоднородностей среды и определения доплеровского сдвига час. тоты этого сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью одновременного измерения величины вектора скорости и его направления, в разных точках пространства измеряют форму спектра доплеровского сигнала для каждого значения скорости и по максимальной частоте спектра определяют величину скорости, а по частоте максимума огибающей этого спектра - направление вектора скорости.Источники информации принятые во вниманиепри экспертизе1. Антонов В. И. и др. "Акустический методизмерения флуктуации скорости морских течений",Материалы Всесоюзного симпозиума по автоматизации научных исследований морей и океанов,сборник У., М., 1970,2. Патент США %2770795, кл. 340 - 3, март 1937532819 А=а А:З.Фиг.3 А 4 ИОкС Ла макс ф)Фиг. Я Составитель Н ФомичевТехред М. Ликович Корректор Т. Чаброва Редактор Т. Фадеева Филиал ППП патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 5436/209 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д 4/5