Устройство для измерения расхода воды в реке

Союз СоветсиикСоцмалистичесникРеспублик ОПИСАНИЕ И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 903795(22) Заявлено 05,05.80 (23) 2920237/18-1 с присоединением заявки,В 3 еудзрстюай квиитвт всее ао аллан изобретений и еткуытий(53) УД К 681. 121, .8 (088,8) Опубликовано 07,02.82, бюллетень М 5 Дата опубликования описания 09,02,82 А. Д. Богачев, А. И. Затыльников, Ю. В. Добисова, С. А. Дылдин,УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХ В РЕКЕОДЫ штанге, функциональный . с датчиками, преобраия в частоту и индиказакрепленным наблок, соединенныэователь напряж тор 2.Недостатками извес являются высокая погр и низкая надежность к ловленная сложностью системы.Цель иэобретениясти измерения.Поставленная цельчто в устройство для и воды в реке, содержащ состоящий из штанги с рической вертушки с к и датчика угла поворот эхолот, у которого виб на штанге, и индикатор щатель, соединенный с ворота оси вертушки, т ный с контактным блок диненный с выходом пе ного устройствашность измерения онструкции; обус- гироскопической повыш емника эхЬлота, бл 1Изобретение относится к гидрометрии и может использоваться для измеренияГрасхода воды в средних и больших реках с движущегося судна.Известно устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидро- флюгер, состоящий из штанги с пером, датчика скорости и угломера, эхолот, у которого вибратор закреплен на штанге 1Недостатками этого устройства являются высокая погрешность измерения расхода и неудобство эксплуатации, связанное с обработкой результатов измерений.Наиболее близким по технической .сущности к изобретению является устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером и гидрометрической вертушки с контактным блоком, гироскоп для стабилизации датчика угла поворота оси вертушки и датчика проекций вектора скорости судна на вэаимоперпендикулярные направления, эхолот с вибратором,достигается тем,эмерения расходаев гндрофлюгер,пером, гидрометонтактным блокома оси вертушки,ратор закреплен, введены фазоврадатчиком угла пориггер, соединеном, селектор; соередатчика и приинтегрирования, со05 3 9037единенный с инцикатором, функциональныйпреобразователь, умножитель, измерительпериода импульсов вертушки и делитель,причем фазовращатель через функциональный преобразователь соединен с первым 1входом умножителя, который своим управляющим входом соединен с триггером, авторым входом соединен с селектором ивыходом - со счетным входом делителя,соединенного с блоком интегрирования, а 10второй выход триггера через измерительпериопа импульсов вертушки соединен суправляющим вхопом целителя,Кроме того, датчик угла поворота осивертушки выполнен в виде индукционногопреобразователя, чувствительного к горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли, ана штанге в непосредственной близостиот индукционного преобразователя установлен диск из магнитомягкого материала.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства.Устройство содержит гидрофлюгер, состоящий из штанги 1 с пером 2, подшипников 3, гидрометрической вертушки 4с контактным блоком 5, датчика 6 утлаповорота оси вертушки н лиска 7 иэмагнитомягкого материала, нередатчнк 8, З 0приемник 9 и вибратор 10, входящие всостав эхолота 11, фазовращатель 12,функциональный преобразователь 13, умножитель 14, триггер 15, селектор 16,измеритель 17 периода импульсов вер ЗЗтушки, делитель 18, блок 19 интегрирования, индикатор 20,Устройство работает следующим образом.40Штанга 1 гидрофлюгера устанавливается в носовой части судна, которое движется по гидроствору со скоростью, обеспечивающей величину угла, между его продольной осью и линией гидроствора,45 равного приблизительно 45 . При этом перо 2 устанавливает гидрометрическую вертушку 4 по направлению, совпадающему с направлением равнодействующей скорости течения воды в реке и скорости передвижения судна. С каждым оборотом50 вертушки 4 с выхода контактного блока 5 поступает импульс на счетный вход триггера 15. При поступлении первого и каждого последующего нечетного импульса триггера 15 сигналом со второго выхода включает измерит.ль 17 периода следования импульсов с блока 5, а при поступлении второго и каждого последующего четного импульса триггер 15 выключает измеритель 17 и посылает импульсы на управляющий вход умножителя 14.С выхода датчика 6, экранированного магнитомягким диском 7 от влияния по- меховых магнитных полей, сигнал, пропорциональный углу поворота оси вертушки 4 относительно линии гидроствора, поступает через фаэовращатель 12 на вход функционального преобразователя 13, в котором значение угла поворота преобразуется в величину, пропорциональную синусу двойного угла, поступающую на первый сигнальный вход умножителя 14. Кроме того, яа второй сигнальный вход умножителя 14 с выхода селектора 16 поступает импульсный сигнал, пропорциональный величине глубины русла реки. Этот сигнал формируется в схеме эхолота передатчиком 8, приемником 9, вибратором 10 и селектором 16, кото- рый производит временную селекцию эхосигнала.В умножнтеле 14 происходит перемножение сигналов, несущих информацию о мгновенных значениях угла поворота оси вертушки (с блока 13), глубине русла реки с блока 16), равнодействующей скорости течения реки и скорости судна (с блока 15). Сигнал, пропорциональный произведению указанных величин с выхода умножителя поступает на вход делителя 18, коэффициент деления которого пропорционален периоду следования импульсов блока 5. Изменение коэффициента деления производится сигналом, поступающим с выхода измерителя 17 на управляющий вход делителя 18. С выхода делителя 18 на вход блока 19 интегрирования поступает сигнал, процорциональный расходу воды в элементе площади сечения русла реки, ограниченном двумя вертикалями, проходящими через точки, в которых находилась гидрометрическая вертушка 4 в моменты по ступления с контактного блока 5 данного и предыдущего четного импульса.После прекращения движения судна по гидроствору в блоке 19 интегрирова" ния получают значение расхода воды в реке, которое представляется на индикаторе 20.Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет снижения потерь в результате более точного учета расхода воды в реках при проекти