Устройство измерения средней скорости движения воздуха

.А. Абрамов, В.А. Кадымов, Л.ИКорогои Г.А. Мирошник Институт геотехнической механики АН Украинской ССР. УСТРОЙСТВО ИЗИЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕ ВОЗДУХА2 ает невыс Изобретение относится к. измерительной технике, а именно к приборам измерения скорости движения воздуха в горных выработках.Известен индукционный анемометр, содержащий тахометрический датчик скорости воздуха, формирователь прямоугольных импульсов, преобразователь частотного сигнала в аналоговый и показывающий прибор 1 Ц .Анемометр предназначен для измерения мгновенной скорости воздуха в одной точке сечения горной выработки, Для получения усредненного во времени и по сечению выработки значения скорости воздуха таким прибором необходимо произвести ряд замеров мгновенной скорости воздуха в различных точках сечения выработки, а также по контрольному анемометру учесть колебания скорости воздуха во времени, цто требует дополнительных вычислений и д окуюточность измерения.Известно устройство контроля ра"боты дегазационных скважин, содержащее датчик скорости воздуха, генератор импульсов стабильной частоты,формирователь тактовых импульсов,выход которого подключей к Т-входутриггера, выход которого соединенс первым входом ключа и с входамидвух одновибраторов, инверсный выход первого одновибратора подключен к С-входу триггера, выход второ-.го одновибратора соединен с К-входом, а выход ключа с Т-входом двоицно-десятичного счетчика блока индикации, в котором выходы двоичнодесятичного счетчика через дешифратор подключены к входам цифровыхиндикаторов 23.Недостатком устройства являетсямалый интервал времени (около десятой доли секунды), в течениекоторого производится замер усред92 ч 57 3ненной скорости потока газа, т,е.устройство позволяет проводить замер только мгновенной скорости движения газа в данной точке и не позволяет измерить среднюю скорость 5воздуха в выработках больших сечений.Цель изобретения - измерениесреднего значения скорости движения воздуха за любой заданный ин- Отервал времени усреднения,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены двецепочки последовательно соединенныхделителей частоты и два переключателя, причем выход датчика движения воздуха соединен с входом первого делителя частоты первой цепочки,выходы всех делЧтелей частоты первойцепочки через первый переключательподключены к второму входу ключа,а выход генератора импульсов стабиль.ной частоты соединен с входом первого делителя частоты второй цепочки,выходы всех делителей частоты второйцепочки через второй переключательподключен к входу формирователя тактовых импульсов. 9го :четчика 10. Выход ключа 7 соединен с Т-входом двоичло-десятичногосчетчика 10,Устройство работает следующим образом.Пусть скользящий контакт переключателей 5 и 6 находится в первомположении. При этом импульсы с частотой К от генератора 3 стабильнойчастоты поступают на вход Формирователя 8 тактовых импульсов, а импульсы с частотой Х (1) от датчика 1 скорости воздуха, представляющего собой крыльчатый анемометр,поступают на первый вход ключа 7,В начале цикла измерения триггер 13находится в нулевом состоянии исигнал "0", поданный с его выхода навторой вход ключа 7, запрещает проход импульсов от датчика 1 скоростивоздуха на счетный вход двоично-десятичного счетчика 10. Формирователь8 тактовых импульсов представляетсобой делитель частоты с постояннымкоэффициентом К и на его выходе формируются импульсы с периодом следованияНа чертеже приведена функциональная схема прибора,Прибор содержит датчик 1 скоростидвижения воздуха, подключенный ковходу цепочки 2 последовательно соединенных делителей частоты с постоянными коэффициентами деления К, К,35Кл, Генератор 3 импульсов стабильной частоты подключен ко входуцепочки М последовательно соединенных делителей частоты, с теми жекоэффициентами деления К, К,Кп.ЮВыходы делителей частоты, входящих вцепочки 2 и 1, подключены к клеммампереключателей 5 и 6. Скользящиеконтакты переключателей 5 и 6 подключены соответственно к первомувходу ключа 7 и ко входу формирователя 8 тактовых импульсов. Блок 9индикации содержит подключенные после.довательно двоично-десятичный счетчик 10, дешифратор 1 и цифровыеиндикаторы 12. Триггер 13 подключенпо Т-входу к выходу формирователя 8тактовых импульсов, а по выходу - квходам одновибраторов 14 и 15 ивторому входу ключа 7, причем выход 55одновибратора 11 подключен к С-входу триггера 13, а выход одновибратора 15 к К-входу двоично-десятично Первый тактовый импульс, пришедший на Т-вход триггера 13, переводит его в единичное состояние. При этом одновибратор 15 формирует кратковременный импульс, который поступает на й-вход счетчика 10, производя его сброс, Сигнал "1" с выхода триггера 13 поступает на второй вход ключа 7 и импульсы от датчика 1 скорости воздуха с частотой Г(1) проходят через ключ 7 на Т-вход счетчика 10. Отсчет импульсов производится до тех пор, пока триггер 13 находится в единичном состоянии.Второй тактовый импульс с выхода формирователя 8, пришедший на Т-вход триггера 3, переводит его в нулевое состояние, заканчивается отсчет счетчика 10 и в нем оказывается зафиксированным число Ктч =цс)а = / ц)аКоэффициент деления К формирователя 8 тактовых импульсов выбирается таким, чтобы подсчитанное за время Т число импульсов Ч от датчи.К 1 поступ и Е 1 1)1 = К, К,К,5 9на 1 скорости воздуха численно соответствовало скорости воздуха.Двоично-десятичнык код этогочисла с выходов счетчика 10 поступает на дешифратор 11 и число высвечивается цифровыми индикаторами 12.По заднему Фронту импульса на выходе триггера 13 срабатывает одновибратор 14 и с его инверсного выходасигнал "0" поступает на С-вход триггера 13, запрещая прием информациипо Т-входу. Длительностью импульса,выдаваемого одновибратором 14, определяется время, в течение которогоиндицируется число, записанное всцетцике 10.По окончании импульса с выходаодновибратора 14 снимается запретприема информации триггером 13 поТ-входу и с приходом следующегоимпульса с выхода формирователя 8тактовых импульсов цикл работы прибора повторяется,Полученное таким образом значениескорости воздуха является среднеинтегральным за промежуток времени Т,который достаточно мал (около десятой доли секунды), и его можно считать приблизительно равным значениюмгновенной скорости воздуха в этойточке.При необходимости увеличения интервала времени, в течение которогоизмеряется среднее значение скоростидвижения воздуха, переключатели 5 иб устанавливаются в положение, когдаих скользящие контакты подключенык выходам д-х делителей частоты. Вэтом случае на вход формирователя 8тактовых импульсов поступают импульсы с частотой и период следования импульсов на еговыходе равен Таким обэмерения уаэ.На Т-вход счетчикмпульсы с частотой разом, период времени величивается в К, К 2 . 24579 6 За интервал времени измерения в счетчике 10 фиксируется число т, 1 Ц Ок,к, кд К г" 112 "111оСравнивая последнее выражение с(1), находим, что если Е(й)=сопз 1,полученные значения Ч и , равнымежду собой, Если же К(1) =Чаг, тоЧ 1 представляет собой усредненноезначение скорости воздуха за интервал времени Т К К К;, т.е. вК 1 К 2 К; раз больший, чем впервом режиме.В зависимости от периода пульсаций скорости воздушного потока иот сечения выработки, в которой производится. замер скорости воздуха,перемещением скользящих контактовпереключателей 5 и 7 выбирается необходимый интервал времени усреднения,например 1 с, 10 с, 20 с, 100 с ит,д, Работа всех остальных узловсхемы в этих режимах аналогична описанному ранее,формула изобретения Устройство измерения средней скорости движения воздуха, содержащее датчик скорости воздуха, генератор импульсов стабильной частоты, формирователь тактовых импульсов, выход которого подключен к Т-входу триггера, выход которого соединен с первым входом ключа и с входами двух одновибраторов, инверсный выход первого одновибратора подключен к.С-входу триггера, выход второго одновибратора соединен с й-входом, а выход ключа с Т-входом двоицнодесятичного счетчика блока индикации, в котором выходы двоично-десятичного счетчика через дешифратор подключены к входам цифровых индикаторов, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения среднего значения скорости движения воздуха за любой заданный интервал времени усреднения, в устройство введены две цепочки последовательно соединенных делителей частоты и два переключателя, причем выход датчика движения воздуха соединен с входом первого делителя частоты первой7 92 Й 79 Источники информации,1принятые во внимание при экспертизе 2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Нф 2693112/22-03,кл. С О 1 Р 5/06, Е 21 Р 7/00, 1979(прототип). Редактор С. Юс Составитель И. ХаустовТехред А, Дч Коррект Пож 83. арственног. зобретенийЖ; Раув каз 2806/60 ТиражНИИПИ Госпо делам5, Иосква Подписноекомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/ ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 и цепочки, выходы всех делителей частоты первой цепочки через первыйпереключатель подКлючены к второмувходу ключа, а выход генератора импульсов стабильной частоты соединенс входом первого делителя частотывторой цепочки, выходы всех делителей частоты второй цепочки черезвторой переключатель подключены квходу формирователя тактовых импульсов. 1, Абрамов Ф.А. и др. Лабораторный практикум по рудничной вентиляции. М., 1966, с. 98-100.