Измеритель параметров ветра

АН ИОПИС Е ИЗОБРЕТЕНИЯ и 11 654908 Союз Соастскнх Социалистических Республик(22) Заявлено 25.07.77 (21) 2511899/18-10с присоединением заявки Юе -(51) М. Клеб 01 Р 5/04 ГосУдарстееннык комитет (23) Пр ор е пе делам изобретений (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень е 12(45) Дата опубликования описания 30.03.79(72) Авторы изобретения А. А. Бубеничек, Я, Е. Воробьев, Ю, М. Капралов, Д. К. Мухин и В. С. Соловов Специальное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА Изобретение относится к области измерения параметров движения.Известен датчик скорости и направленияветра, содержащий приемник, выполненныйв виде гибкого элемента, и измерительную 5схему 1,Недостатками его являются конструктивная сложность и ограниченность применения в условиях осадков, гололеда и т. д.Известен также измеритель параметров 1 оветра, содержащий приемники ветра, выполненные в виде пластин, связанных с преобразователями, и регистрирующее устройство 21,Это устройство не обладает достаточной 15точностью измерения скорости и направления ветра.Цель изобретения - повышение точностиизмерений скорости ветра.Для этого преобразователь измерителявыполнен в виде перемычки в теле упругого стержня, на котором жестко установленприемник ветра, плоскость пластины приемника ветра расположена параллельноплоскости перемычки, при этом измерительснабжен возбудителями электромагнитныхколебаний, связанными с перемычкой.Для определения направления и скоростиветра измеритель снабжен двумя чувствительными элементами, причем плоскости ЗО ветроприемников и чувствительных элемен. тов соответственно расположены под углом 90 относительно друг друга,Для изучения турбулентности, направления и скорости ветра измеритель выполнен с тремя чувствительными элементами, причем плоскости ветроприемнпка и чувствительных элементов соответственно расположены под углом 90 относительно друг друга.На чертеже представлена схема измерителя с тремя приемниками.Измеритель состоит из корпуса 1, ветроприемников 2, 3 и 4, сильфонов 5, измерительной виброперемычки б прямоугольного сечения, упругого стержня 7, возбудителей 8 и 9 электромагнитных колебаний, усилителей 10. Проточка 11 в теле упругого стержня 7 предназначена для измерения степени упругости, Измеритель содержит также регистрирующее устройство 12.Изменение эффективной площади ветроприемника может быть достигнуто выполнением пластин раздвижными (например, из двух пластин, которые можно выдвигать одна относительно другой). Для обеспечения возможности работы измерителя в тяжелых метеорологических условиях (обледенения, осадки и т. д.) измерительная перемычка герметизирована сильфоном 5,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии (при отсутствии ветровых нагрузок) на виброперемычку не действуют силы, пропорциональныс ветру, и она посредством электромагнитных возбудителей 8, 9 и усилителя 10 находится в режиме автоколебаний, Виброперемычка, возбудители колебаний и усилитель представляют собой электромагнитный автогенератор, причем при отсутствии ветровых нагрузок частота колебаний виброперемычки равна ее собственной резонансной частоте о (или кратна ей в зависимости от условий возбуждения),При воздействии на устройство ветра возникает сила Р, которая пропорциональна скорости ветра и эффективной площади ветроприемника. Сила Р изгибает упругий стержень, преобразующий силу Р в силы ЛР, которые прикладываются к измерительной виброперемычке, растягивая ее. В результате изменяется частота колебаний виброперемычки на величину Л,Пластину ветроприемника 3 можно выдвигать относительно пластины приемника 2, чем достигается изменение эффективной площади ветроприемника и тем самым возможность регулировки коэффициента преооразования устройства в целом, Проточка 11 в упругом стержне предназначена для изменения степени упругости (т. е. изменения коэффициента передачи силы Р на виброперемычку). С целью обеспечения возможности работы устройства в условиях обледенения и при других явлениях упругая перемычка изолирована от окружающей среды посредством герметизации корпуса силь- фоном, который посредством пайки или сварки соединен с корпусом и упругим телом (кроме того, достигается взрывобезопасность при работе, например, в шахтах).Таким образом, изменение выходной частоты преобразователя пропорционально измеряемой компоненте скорости ветра. Ветроприемники 2, 3, 4 размещены подпрямым углом относительно друг друга.Каждый ветроприемник и связанный с ним чувствительный элемент измеряет одну из5 компонент вектора ветра.Измерение параметров ветра, как мгновенных, так и осреднвнных, представляет первостепенное значение в исследовании турбулентности, а так же может найти ши 10 рокое применение для определения воздушной навигационной безопасности в авиации в зоне аэропорта, где очень важно измере.ние вертикальной составляющей ветра и его градиента.15 Использование нескольких подобного типа измерителей, размещенных на разных уровнях, дает возможность непосредственно измерять сдвиг ветра. Так как выходной сигнал - частота, то процесс обработки ре зультатов может быть представлен в цифровой форме, удобной для ввода в ЗВМ практически без дополнительной погрешности.Формула изобретения25Измеритель параметров ветра, содержащий по крайней мере один приемник ветраи связанный с ним преобразователь, устройство представления информации, причемЗ 0 приемник ветра выполнен, например, в видепластины, отличающийся тем, что, сцелью повышения точности измерений скорости ветра, преобразователь выполнен ввиде перемычки в теле упругого стержня,55 на котором жестко установлен приемникветра, плоскость пластины которого расположена параллельно плоскости перемычки,при этом измеритель снабжен возбудителями электромагнитных колебаний, связанны 40 ми с перемычкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Мо 324 б 514, кл, 73 - 189,опублик. 1969.45 2, Авторское свидетельство СССРМо 218553, кл. б 01 Р 5/04, 19 бб.Типография, пр. Сапунова, 2 каз 321/15 Изд.26 НПО Государственного комитет 113035, Москва, Тираж 1089 ПодписноСССР по делам изобретений и открытий -35, Раушская наб., д. 4/5