Способ градуировки гидрофизических преобразователей и устройство для его осуществления

(191 Я 50 4 0 12 В 13/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ состоит ровки и способа на вход 25аславский е градуируемого преобраэо звестных значений постояпутем создания в гидроканапомопью волнопродуктора 5 вого отражателя 6 на поверхидкости гравитационной стояны и перемещении градуируееобразователя 4 вдоль этой последующей регистрацией го сигнала последнего, При его вход помимо средней скованной тел скоростиле 1 си волно ССР73,Р984,тельство 13/00,льство СС В 13/00, ности ж чей вол ого волны с выхолно этом на ИЗИ 01.СТмонические п рости подольныерости. Нтележка 7, верти 2 з.п,фтупают га поперечн ьсации скопоказаныаправляющая2 с и е п кже3 ерт ондержавкальная ст можеталь 1 ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ПЮТ СССР(54) СПОСОБ ГГА,УИРОВКИ ГИп 1 ОЧЕСИ 1 Х ПРЕОБРАВОВАТЕЛЕР И УСТВО ПЖ ЕГО ОСУЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникебыть использовано н эксперименой океанологии, 11 ель изобрет в повышении точности градуиупрощении устройства. Сутьсостоит в воспроизведенииИзобретение относится к контро ьно-измерительной технике и можетбыть использовано в экспериментальной океанологии и метрологии дляградуировки гидрофиэических преобразователей.Цель изобретения - повышение точности градуировки и упрощение устройства,На чертеже представлена схемаустройства для осуществления способа градуировки гидрофиэических преобразователей.Устройство содержит гидроканал1 с рабочей жидкостью, тележку 2 сзакрепленным на ней с помощью державки 3 градуируемым преобразователем 4, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей, выполненное в виде волнопродуктора 5 и волнового отражателя6, установленных по различные сторо-ны гидроканала 1. Причем волновойотражатель 6 выполнен с воэможностьюсмещения вдоль гидроканала 1 относительно волнопродуктора 5, Державка3 выполнена с воэможностью вертикального смещения, Имеются также направляющие 7, по которым тележка 2 движется вдоль гидроканала 1, В тележке 2 располагаются образцовые средства измерения средней скорости и(в случае необходимости) пульсацийскорости потока (не показаны), атакже регистрирующие приборы градуируемого преобразователя 4 и его вторичная аппаратура (не показаны),Волнопродуктор 5 может быть выполнен по любой известной скеме,например, в виде полуцилиндра, совершающего возвратно-поступательныеперемещения в вертикальной плоскости - в жидкости, в виде колеблющихсялопастей и т,п, Волновой отражательпредставляет собой упругую перегородку, погруженную н гидроканал 1.Размеры перегородки равны поперечному размеру гидроканала 1,Для создания в гидроканале бегущей гравитационной волны волновой отражатель заменяют на поглотитель волн, выполненный, например, в виде наклонной плоскости,Способ градуировки гидрофизических преобразователей осуществляется на предлагаемом устройстве следующим образом. Включают волопродуктор 5, приэтом на поверхНости жидкости возникает бегушая гравитапионная волна Ьочнее цуг волн), С помощью волнового отражателя 6 настраивают колебательную систему на услоние получения н гидроканале 1 стоячей гравитационной волны. Это условие полуцается путем передвижения волновогоотражателя 6 вдоль гидроканала 1 домомента, когда между вертикальнойстенкой 8 гидроканала 1 и волновымотражателем 6 уложится целое число 5 полуволн.В отличие от бегущей при стоячейволне частицы жидкости не совершаютдвижений по круговым орбитам, В пучностях, т,е, в точках, где амплитуда колебания уровня жидкости наибольшая, частицы двигаются толькопо вертикали. В узлах, т.е, в точках, где колебания уровня жидкостиотсутстнуют, частицы двигаются толь ко в горизонтальном направлении,На чертеже показаны три положенияповерхности рабочей жидкости в гидроканале 1: дна крайних (пунктирнаяи сплошная линии) и среднее (сплошная тонкая линия), То есть стоячаяволна позволяет носпроизвести,впучностях поперечные пульсационныескорости, в узлах - продольные, ав промежуточных точках - наклонные.Скорости встречных волн н стоячей 35 волне равны н случае глубокой воды, когда2 э ис =нв случае мелкой воды, когдаН Я/1 О,45 где С - фаэоная скорость гранитационной волны;1 - длина волны;и - ускорение свободного падения;50 Н - глубина гидроканала.При этом амплитуда гравитационнойволны с глубиной быстро убывает. Наглубине, равной половине длины волны, амплитуда колебаний полностью 55 затухает.1С помощью образцового средства измерений, например двухкомпонентного термоанемомента, для нескольких5 10 15 45 50 55 нее,частот цолцапродуктра 5 исследуется поле пульсационцых скоростей по длине и глубине гидрокацала 1.Затем включают пвигатель тележки 2 (це показан) и начинают перемещать градуируемый двухкомпонентный преобразователь 4 пульсаций скорости вдоль гидроканала 1. (Преобразователь 4 при этом закреплен на известной глубине, меньшей половины длины гравитационной волны),В соответствии с эффектом Доплера на вход преобразователя воздействует гармонический сигнал с частотой Г, равной К = К,(1+ИС),где 1 - частота колебаний волнопродуктора 5;Ч - скорость перемещения тележки,Амплитуда пульсациоцных скоростей(как продольных, так и поперечных)для данной глубины Н и данной интенсивности работы волнопродуктора определена ранее образцовым средствомизмерения,Амплитуды выходных сигналов пообоим каналам градуируемого преобразователя 4 регистрируются аппаратурой, расположенной на тележке 2,Затем перемещают градуируемый преобразователь 4 с другой скоростью,и получают другую частоту входногосигнала для тех же самых условийэксперимента. Снова регистрируютзначения выходных сигналов для обоих каналов преобразователя 4 и т.д,По полученным значениям входных ивыходных сигналов строят амплитудночастотные характеристики (АЧХ) длядвух измерительных каналов градуируемого преобразователя 4,Измеряют глубину погружения преобразователя 4 и повторяют те жеэксперименты для другой величиныамплитуды входных сигналов. По полученным результатам строят амплитуд"ные характеристики (АХ) градуируемого преобразователя для различныхчастот входного сигнала. Аналогичные результаты можно получить с бегущей гравитационной поверхностной волной, Однако интерпретация получаемой информации в последнем случае будет несколько слож 20 25 30 35 40 Если необходимо отградуироватьлишь какой-то олин измерительный канал преобразователя 4, то последнийустанавливают в место расположенияузла или пучностц стоячей волны(в зависимости от вида измерительного канала) и включают волнопродуктор 5 при различных частотах работы, что позволяет определить АЧХданного канала преобразователя, аперемещение прибора по вертикалипозволит получить и его АХ,Аналогичные результаты также можно получить с внутренними волнами,создаваемыми в гидроканале в стратифицированной жидкости,Формула изобретения 1.Способ градуировки гидрофизических преобразователей, заключающийся в воспроизведении на входе градуируемого преобразователя известных значений постоянной скорости путем его перемещения относительно жидкости, при одновременном воспроизведении продольных и поперечных пульсаций скорости с последующей регистрацией выходного сигнала преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, одновременное воспроизведение продольных и поперечных пульсаций скорости проводят путем созрания на поверхности жидкости гравитационной волны, а перемещение градуируемого преобразователя проводят вдоль созданной волны,2. Способ по п.1, о т л и .ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения практической реализации, на поверхности жидкости создают стоячую гравитационную волну. 3. Устройство для градуировки гидрофиэических преобразователей, содержащее гидроканал с рабочей жид. костью, самодвижущуюся вдоль гидро- канала тележку с закрепленным на ней с помощью державки градуируемым преобразователем, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей и образцовые измерительные приборы, установленные на тележке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, средство создания поперечных и продольных пульсационных скоростей выполнено в виде волнопродуктора и волно1492383 5 стью смещения вдоль гидрокана ла,Составитель А.ЗаборняТехред Л,Сердюкова Корректор О.Кравцова Редактор С.Патрушева Заказ 3882/52 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 вого отра 1 кателя, установленных вначале и конце гидроканала, а дерлавка градуируемого преобразователявыполнена с воэможностью вертикального перемещения. 4, Устройство по п,3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что волновой отражатель выполнен с воэможно