173993

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 173993 Союз СоветскихСоциалистическихРеслублин Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 15.1.1962 ( 759961/26-10)риоритет Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССРЕМОРУМБОГРА ИСТАН ЦИОНН писная группа172 Известнь 1 дистанционные анеморумбографы, содержащие ветроприемник в виде четырех- лопастного воздушного винта, укрепленного в передней части корпуса каплевидной формы и хвостовым оперением в качестве флюгера, тахогенер атор и дв а сел ьсин а-датчика, и р еды азначенные для определения скорости и направления ветра. Эти приборы позволяют измерять или регистрировать только мгновенные значения скорости и направления ветра,Для .измерения таких характеристик, как средняя и мгновенная скорости ветра в настоящее время применяется технически несовершенная аппаратура типа контактных анемометров со счетчиками.В предлагаемом дистанционном анеморумбографе вал ветроприемника соединен с тахо- генератором при помощи конической пары, а с сельсином-датчиком - через редуктор, обеспечивающий преобразование числа оборотов ветроприемника за заданный промежуток ,времени в угловое перемещение ротора сель- сина, что позволяет записывать среднюю и мгновенную скорости ветра на общей шкале ленты самописца.Кроме того, прибор позволяет регистрировать мпновенную скорость ветра в виде полного профиля скорости или,в виде ее превышения над средней скоростью ветра, для чего каретка регистратора средней скорости снабжена переключающим кулачком, поднимающим перо при переходе через линию средней скорости или ограничивающим перемещение пера до этой линии.5 Для предохранения механизма выработкисредней скорости от поломки лри значениях скорости, превышающих верхний предел измерений, он снабжен предельным устройством,.отключ ающим сел ьсин-датчик от суммирующе го механизма посредством рычага, отводящего собачку от храпового колеса дифференциала при достижении верхнего предела.измерений средней скорости ветра.Направление. ветра регистрируется анемо румбографом в виде средней за заданный промежуток времени величины, причем внутри этого промежутка регистрация направления ветра возможна либо в виде непрерывной кр- вой, либо в виде дисиретных значений, для 20 чего регистратор каправления ветра снабженреле, периодически подающим питание в электрическую схему устройства.Для непрерывной подачи энергии анеморумбограф снабжен, коммутирующим реле, авто матически включающим аварийное питание.На фиг. 1 показана принципиальная схемаузла мгновенной скорости ветра; на фиг. 2 - принципиальная,кинематическая схема узла средней скорости с блоком датчиков; на ЗО фиг. 3 - схема узла регистрации, 1739935 1 О 15 го г 5 Зо 35 40 45 50 55 бо 65 3Крыльчатка 1 через коническую пару 2 сопряжена с тахогенератором 8, э, д. с. которого пропорциональна угловой скорости вращения крыльчатки, выпрямляется на мостике 4Гретца и регистрируется при помощи магпитоэлектрического механизма 5, устанавливаемого в регистраторе прибора, путем записпна ленте анеморумбограмм, проградуированных в м/сек.Регулировочное сопротивление б предназна.чена для юстировки шкалы прибора, сопротивления 7 - для температурной компенсации сопротивления подвижной катушки нарамке магнитоэлектрического прибора при изменении температуры окружающего воздуха впомещении, где установлен регистратор.Описанное устройство позволяет регистрировать среднюю и мгновенную скорости ветрана общей шкале ленты. При этом имеетсявозможность регистрировать мпновеннуюскорость ветра в трех вариантах:а) запись мгновенной скорости, прерываемой при пересечении линии средней скорости ветра; запись производится при скорости протяжки ленты не менее 120 мм/час;б) запись с превышением мгновеннойскорости, ветра над средней; скорость протяжки ленты не менее 60 мм/час;в) запись максимальных значений мгновенной скорости ветра в каждом десятиминутном интервале; скорость протяжки не более 20 мм/час,Измерение средней скорости основано напринципе измерения пути, проходимого воздушным потоком за выбранный временной интервал осреднения. За время осреднения, равное 10 мин, воздушный поток, проходя относительно ветроприемника, заставит его сделать одновременно число оборотов, пропорциональное средней скорости ветра за тот жепромежуток времени. Угол поворота выходной оси редуктора, связанного с ветроприемником, пропорционален величине средней скорости за данный 10-минутный интервал осред:нения. Дистанционная передача от этого узлак регистрирующему механизму с пером осуществляется с помощью маломощной следящей передачи на бесконтактных сельсинах,включенных в трансформаторном режиме (см,фиг. 2),Крыльчатка 1 приводится ветром во вращение, Число ее оборотов за 10 мин пропорционально скорости ветра и снижается редуктором, составленным из зубчатых пар 2, 8, 9,10, 11 до некоторого значения угла поворотавыходной оси 12 редуктора, соединенной прппомощи муфты 18 поводкового типа с осьюротора сельсина-датчика 14. Посредствомэлектромеханической муфты, состоящей издифференциала 15 и электромагнита 16, нормально тормозящего, крайнюю часть дифференциала, выходная ось может быть отключе:на от редуктора. Таким образом, ось роторасельсина-датчика 14 за 10-минутный интервалосреднения повернется на угол, пропорциопалыый величине оредпей скорости ветра.Одповремеоно с осью сельсипа-датчика 14 заводится пружина 17. По истеепии 10 мин электромеханическая муфта сработает и отключит сельсин-датчик от редуктора. Импульс, поступающий от реле времени (не показано), включит электромагнит 1 б, При этом собачка 18 растормозит крайнюю часть дифференциала, давая возможность свободно повернуться средней его части (ось 12) относительно второй крайней части дифференциала, Под действием пружины 17 ротор сельсинадатчика 14 вернется,в исходюе положение, поводок 19 повернется до нулевого упора 20. По око чании импульса от реле времени электромеханическая муфта вновь подключит сельсип к редуктору, начнется новая выработка значений средней скорости за 10 мин, в течение которых ротор сельсина-датчика повернется от нулевого положения на угол, пропорциональный новому значению средней скорости. Предельный угол поворота сельсина-датчика при максимальной средней скорости ветра, принятой условно как 40 м/сек, равен 170. Для предотвращения поломки механизма в случаекогда средняя скорость ветра превысит предел измерения или откажет механизм сброса:на нуль, что может иметь место при отсутствии электропитания, при посылке ложного импульса от реле времени и т. п., датчик снабжен предохранительным устройством, отключающим сельсин от редуктора при достижении предельного угла поворота выходной оси дифференциала, При повороте аа 1 О поводок 19 коснется задней части собачки 18 и отведет ее от храпового колеса дифференциала, чем и отключит сельсин-датчик 14 от редуктор а.С поворотом ротора сельсина-датчика от условного нулевого положения в однофазной обмотке сельсипа-приемника (не показан) ипдуктируется э. д. с, рассогласования, которая через усилитель, собранный на полупроводниковых транзисторах, подается на электродвигатель (не показаны) и,приводит его в действие. Этот двигатель сопряжен с ротором сель- сина-приемника и поворачивает его до тех пор, пока э. д. с, в однофазной обмотке сель- сина-приемника не упадет до нулевого значения, Во время согласования роторов сельсинадатчика и сельсина-приемника названный электродвигатель приводит в движение регистрирующий механизм с пером (не показан), перемещая его:на величину, пропорциональную средней скорости ветра за данный 10-мияупый интервал времени. Все вышеописанные детали заключены в трубообразный корпус 21, устанавливаемый с возможностью вращения относительно вертикальной оси и снабженный в верхней части обтекаемым, каплеобразным корпусом 22 с хвостовым оперением 23 в качестве флюгера,Повороты корпуса при изменениях направления ветра передаются ца регтлстратор с помощью следящей системы, выполнентной ца сельсинах, сельситт-датчик 24 которой показан в нижней части корпуса 21, Ротор сельсицадатчика 24 сопряжен с корпусом через магнитную муФту, составлеттттуто из постоянных магнитов 25 и 2 б,Узел регистрации средней скорости ветра объединен с узлом регистрации ьлгттовентлой скорости (см. фиг. 3). Э. д, с, рассогласования, возникшая при повороте ротора сельсица-датчика 14 (см, фиг.2) через усилитель (це показан) поступает тта этектродвтлгателт 27, который начинает вратцаться, приводя в двтлкение ротор сельсипа-приемника 28 через редуктор, составленный пз зубчатых пар 29 - 32, тт вращает его до тех пор, пока яе согласует положение ротора сельсина-приемццка 28 с положением ротора сельсина-датчика.Одновременно с согласованием сельспнов перо 33, соединенное гибкой перечачей 34 со шкивом 3 б, сидящим на оси сельсина-прием,ника 28, переместится на величину угла рассогласования, т, е, на величину, пропорцио,нальную средней скорости ветра, После отклточвния питания от следящей системы перо 33 в течение 9 тлин 57 свк пишет прямую, параллельную оси времени, ордината котовой равна в масштабе величине средней скорости за прошедшие 10 лтин.В качестве регистратора мгновенной скорости ветра используется магцитоэлектрический механизм 3 б, заимствованный из самопишущего миллиамперметра, Отличительной особенностью этого механизма является наличие спрямляющего устройства, позволяющего производить регистрацию мгновенной скорости ветра в прямоугольных координатах,Для осуществления вьпттеупоминавшихся трех форм записи мгновенцой скорости ветра на общей шкале ленты на каретке 37 имеется рычаг 38 с кулачками 39 и 40.Кулачок 39 управляет перескоком пера 41 через линию средттетл скорости пртл осуществлении записи по варианту а, Пртл перелещении рычага 38 влево кулачок 40 ограничит двикетлие пера 41,ниже линии средней скорости,ветра, В этом случае осуществляется за,пись по варианту б. Для осуществления формы записи по последнему варианту (вариант в) применяется устройство для фиксации максимальной скорости. Это устройство представляет собой храповой механизм, состоящий из подвижного храпового сектора 42, укрепленного ца рычаге-противовесе магнитоэлектрического механизма 3 б, и собачки 43, управляемой электромагнитом 44,В течение каждого десятиминутного интервала измерений собачка скользит по храповому сектору, позволяя стрелке регистрирующего механизма двигаться в сторону увеличения показания. В коце каждых 10 тлин электромагнит отводит собачку 43 от храпового сектора, давая возможность перу 41 сброситьзначение максимальной скорости за окончившийся интервал измерения до значения мгновенной скорости в конце этого интервала.Электромагнит 44 включается контактом 43часового механизма 4 б, используемого в качестве реле времени. Этот же контакт является датчиком импульса для управления схемой, изображенной па фиг. 2,Названный часовой механизм используетсяи в качестве привода лентопротяжного устройства, для чего через редуктор 47 он сопряжен с ведущим валом 48, на который наматывается бумажная лента 49 из рулона Ячерез опорный вал 51,Здесь же расположен узел регистрации направления ветра, сельстлц-приемник 52 которого через червячный редуктор 53 сопряжен сосью звездочки 54, вечущей бесконечную цепьбб, длина которой равна трем длинам начальной окружности звездочки, На цепочке паравных расстояниях друг от друга закреплены три стрелки с перьями Бб. Расстояниемежду перьями равно длине начальной окружности звездочки. Передача рассчитана таким образом, что один полный оборот флюгера (на 360) соответствует перемещению пера по всей ординате шкалы, При перемещенииодного из трех перьев из одного крайнего положения в другое начальное положение займет следующее по направлению движения цепи перо. Вышедшее за пределы шкалы пероотводится от бумаги кулачком 57.Таким образом, последовательная сменауказанных трех перьев обеспечивает регистрацию круговой шкалы в прямоугольных коорди,натах,40 45 50 55 б 0 65 5 10 15 20 25 30 35 Предмет изобретения 1. Дистанционный анеморумбограф, содержащий ветроприемник в виде четырехлопастпого воздушного винта, укрепленного в передней части корпуса каплевидной формы с хвостовым оперением в,качестве флюгера, тахо- генератор и два сельсина-датчика, отличающийся тем, что, с целью записи средней и мгновенной скоростей ветра на общей шкале ленты самописца, в нем вал ветроприемника соединен с тахогенератором при помощи конической пары, а с сельсином-датчиком - через редуктор, обеспечивающий преобразование числа оборотов ветроприемника за заданный промежуток времени в угловое перемещение ротора сельсина.2. Дистанционный анеморумбограф по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регистраци т мгновенной скорости ветра в виде полного профиля скорости или в виде превышения ее пад средней скоростью ветракаретка регистратора средней скорости ветра снабжена переключающим кулачком, поднимающим перо при его переходе через линию средней скорости или ограничивающим движение пера до этой линии.73. Дистанционный анеморумбограф по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью предохранения механизма вьгработки средней скорости ветра от поломки при значениях скорости, превышающих верхний предел измерений, он снабжен предельным устройством, отклю. 173993 чающим сельсин-датчик от суммирующего механизма посредством рычага, отводящего собачку от храпового колеса дифференциала при достижении верхнего предела измерений 5 средней скорости ветра,173993 иг. Составитель Б, Л, Елисеевктор И. Г, Карпас Техред Т. П, Курилко Корректор О. Б. Тюрина ипография, пр. С ва,каз 2548/13 Тираж 1325 Формат бум. 60 Х 90/з Объем 0,45 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретенийМосква, Центр, пр. Серова, д, 4 зд. л. Цена 5 ко открытий СССР