Устройство измерения параметровдвухмерного потока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Себом Еоеекннх Социалистических(22) Заявлено 05,0379 (21) 2733559/18-10с присоединением заявки Ио(51) М. Кл.з С 01 Р 13/00 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнически институт им. В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХМЕРНОГО ПОТОКА Изобретение относится к измерению газодинамических параметров неравномерных двухмерных потоков и может быть использовано в автоматизирован. ных системах для проведения аэрогидродинамических экспериментов.Известны устройства для одновременного измерения направления н давления двухмерного потока, содержащие кОмбинированный трехканальный зонд, подключенный приемником,давления к манометру, а угломерной парой к дифференциальному манометру и перемещенный специальным двухмерным ко- .: ординатным устройством 11. 15Недостатком этих устройств является то, что необходимые точки конт-. роля и их расположение выбирает оператор, который должен предугадать характер изменения направления и давле ния исследуемого потока. То с .какой точностью он это сделает и будет опре делять достоверность результатов измерений, т.е. получение истинной картины измеряемого. потока,в большей степени зависит от опыта и квалифйкации оператора. Кроме того, наличие ручных операций увеличивает время проведения эксперимента и вносит дополнительные ошибки измерений. 30 Известно устройство для измерения направления и давления двухмерного неравномерного потока, содержащее комбинированный зонд, подключенный к обычному и дифференциальному манометру и перемещаемый электромеханическими узлами углового и линейного перемещения. Угловое перемещение осуществляется либо вручную, либо автоматически, а линейное снабжено программным дискретным устройством, позволяющим обеспечить любые заранее заданные шаги перемещения 21.Недостатками этого устройства являются неизбежная потеря информации о направлении потока и давления в промежуточных точках положения зонца. Кроме того, часто приходится проводить повторный цикл измерения, поскольку в неравномерном потоке интервалы с резким изменением направ. ления и давления потока необходимо замерять с более густым шагом, а там, где эти параметры изменяются незначительно, такая необходимость Отсутствует. Все это усложняет и затягивает проведение эксперимента.Известно устройство непрерывного измерения направления двухмерного потока, содержащее угломерный зонд, 800889подключенный к входам дифференциального манометра и соединенный с электромеханическими узлами углового и линейного перемещения. В устройст,ве имеется нелинейный блок, выход которого соединен со,входом электро- механического узла линейного перемещения зонда, а вход его подключен к выходу диФференциального манометра, который соединен с входом электро- механического узла углового перемещения. Использование в таком устройстве комбинированного трехканального зонда позволяет одновременно снимать: .информацию о направлении исследуемого потока и его давлении З .Недостатком .известного устройства является неизбежная потеря информации о измеряемом давлении в неравномерном, с резким изменением давления потоке. В таких потоках возможны режимы, когда при незначительных изменениях направления потока происходит резкое изменение величины измеряемого давления. И независимо от того, проводятся ли измерения шаговым режимом или непрерывно, происходит потеря информации о изменяемом давлении в техточках, где оно резко изменяется, поскольку линейная скорость непрерывного перемещения зонда критична. лишь к изменению угла, Вместе с"тем,для экспериментатора наиболее важными являются участки с резким изменением давления, а в промежутках, где давление изменяется мало, нет необходимости непрерывного съема информации, Все это часто вынуждает проводить повторные замеры, позволяющие обращать особое внимание на участки резкого изменения давления, что в свою очеред увеличивает время прове.дения эксперимента. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены релейный элемент и дифференцирующее звено, причем выход дифференциального манометра через релейный элемент соединен с первым входом нелинейного элемента, второй вход которого подключен через дифференцирующее звено к выходу манометра.Введение новых элементов и соединение их указанным образом позволяет автоматически управлять скоростью линейного перемещения с учетом характера изменения давления и получить истинную картину распределения давления в исследуемом потоке. Например, при резком изменении давления, устройство замедляет скорость линейного перемещения и позволяет с достоверностью непрерывно замерять исследуемый интервал, а при незначительном изменении давления линейная скорость максимальна, что однако не снижает достоверность непрерывного. съема информации.В случае необходимости дискретного перемещения приемника давления висследуемом потоке, такое устройствопозволяет автоматически выбрать шагперемещения в зависимости от градиента давления, Это достигается тем,что съем информации будет производиться через равные промежутки времени, а так как линейная скорость перемещения зонда определяется градиентом давления измеряемого потока, то втех интервалах, где давление изменяется резко, замеры будут производиться чаще, а мало интересующие нас интервалы с медленным изменением давления замеряются значительно реже,На чертеже изображена схема устройства измерения параметров двухмерного потока,20 Устройство содержит комбинированный трехканальный зонд 1, манометр 2,дифференциальный манометр 3, узлыуглового 4 и линейного 5 перемещениязонда, нелинейный блок б, релейныйэлемент 7 и дифференцирующее звено 8,Комбинированный зонд 1 с тремя каналами подключен приемником давленияк манометру 2, а угломерной парой кдифференциальному манометру 3 и соединен с выходами узлов 4 и 5. Выходузла 3 подключен ко входам узла 4 ирелейного элемента 7, выход которогоподключен к первому входу нелинейного блока б, выходная характеристикакоторого имеет вид35Оных=Омах КОзхр приОвх/- Оотс 1(Обык =01 при / ОВх 1Оотс /где О - напряжение на выходе ревхлейного элемента;Ох - напряжение на выходе диф 40 ференцирующего звена;Оос - напряжение отсечки;К - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров элементов блока.Устройство работает следующимобразом.Трехканальный зонд 1 своей угломерной парой преобразует угол натекания потока в разность давлений,измеряемую дффрецаым манометром 3. Пусть зонд 1 в исходном положении произвольно ориентирован попотоку, тогда при включении системысигнал дифманометра 3 приведет зондчерез узел 4 во вращение к направле 55 нию ориентации по потоку.Узлы 4 и 5 содержат электродвигатели и усилители мощности кним, а также механизмы преобразования вращения двигателей в угловое ищ 0 линейное перемещение зонда соответственно. В момент правильной ориентации зонда по потоку включаетсярабочая зона нелинейного блока б посредством релейного элемента 7 сзоной срабатывания, определяемой800889 допустимой угловой погрешностью ьс(фиг1), Таким образом, линейныйучасток нелинейного блока б соответствует зоне отсечки О релейногоэлемента. В этом случае до тех пор,пока зонд не займет правильное угловое положение, напряжение на вы-.ходах блоков б и 7 равно нулю, и слецовательно блок 5 не работает, т.е.зонд не. перемещается по линейнойкоординате. В момент правильной ориентации зонда по углу на выходе блока 7 появляется напряжение, включающее рабочую зону (Ос с ) нелинейного блока б и блок 5 начинает перемещать зонд в следующий слой потокаЛинейная скорость перемещения зонда определяется напряжением, поступающим на второй вход нелинейного блока б с дифференцирующего звена 8, подключенного своим входом к манометру 2 приемника давления,Причем, выходной сигнал блока б тем больше, чем меньше сигнал с выхода дифференцирующего звена 8, а при входных напряжениях, больших заданного.или при отсутствии сигнала с релейного элемента 7 о правильной ориентации зонда, выходной сигнал . блока б равен нулю, Если в результате линейного движения зонд займет неправильное положение по углу, то блок 7 через блок б запретит линейное движение на время отработки угловой ошибки. ВНИИПИ Заказ 10411/60Тираж 918 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгороп,ул.Проектная,4 формула изобретенияУстройство измерения параметровдвухмерного потока, содержащее трехканальный зонд, выполненный в видеприемника давления, подключенного кманометру, и угломерной пары, подключенной к дифференциальному манометру, выход которого соединен совходом электромеханического узлауглового перемещения, нелинейныйэлемент, выход которого подключен к10 входу электромеханического узла линейного перемещения, при этом выходыузлов перемещения соединены с зондом,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения достоверности резуль 15 татов измерений, в него введены релейный элемент и дифференцирующеезвено,причем выход. дифференциальногоманометра через релейный элемент соединен с первым входом нелинейного2 О элемента, второй вход которого подключен через дифференцирующее звенок выходу манометра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Петунин А. А. Методы и техни 25ка измерений параметров газового поВтока. Л., "Машиностроение", 1972.2, Широков В. С.И Слабченко О, Н.Программное устройство управленияпневматическим зондом, сб. "Энергети 30 ческое машиностроение", 1978, вып,25,с. 94.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2501640/18-10,клС 01 Р 13/00, 1977 (прототип),