Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока и устройство для его реализации

ОП ИСАНИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и 1938059(23) П риоритетОпубликовано 23,06,82, Бюллетень23Дата опубликования описания 23.06.82 6 01 М 10/00УС 0.1 М 9/00 3 Ъаударотюаый комитет СССР ао долам кэобретенкйй и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1Изобретение относится к гидрогазодинамическим испытаниям и может быть исйользовано для определения разрешающей способности преобразователей температуры, давления, скорости, электропроводности и т.д.Известен способ определения раз решающей способности измерительных преобразователей скорости потока, заключающийся в том, что в поток с прямоугольным профилем скорости помещают цилиндры различного диаметра. В следе за цилиндром располагают преобразователь и проверяют отсутствие . реакции преобразователя на изменения 15 скорости потока за цилиндром. При этом отсутствие реакции преобразователя на неоднородность скорости свидетельствует о том, что последний может регистрировать неоднородности бо льшие определенного минимального размера 13.Недостатком этого способа являет ся ограниченность его применения только для преобразователей скоростиНаиболее близким к изобретению является способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, включающий создание в ламинарном потоке цилиндрического неоднородного участка среды, ось которого размещена ортогонально направлению движения потока и фиксацию деформаций цилиндрического неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем 2.Недостатком известного способа является невысокая точность определения разрешающей способности измерительных преобразователей,Известно также устройство для реализации способа определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамичес- ких параметров потока, содержащее источник создания цилиндрическогоО М,3 93805неоднородного участка среды в видеимпульсного инфракрасного лазера с5 локом питания, оптическая ось которого перпендикулярна направлению потока, блок визуализации5цилиндрического неоднородногоучастка среды, включающий оптичес"ки сопряженные источник излучения,диафрагму, первый объектив, второйобъектив и нож фуко, а также первый фотоприемник, выход которогоподключен к первому входу блокарегистрации и блок управления.Недостатком известного устройства является невысокая точ- . 15ность определения разрешающейспособности измерительных преобразо,вателей гидрогазодинамических параметров.Цель изобретения " повышение точ.ности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, включающему создание в ламинарном потокецилиндрического неоднородного участка среды, ось которого размещена ортогонально направлению движения потока, и фиксацию деформаций цилиндрического .неоднородного участка средыперед измерительным преобразователем последовательно увеличивают диаметр цилиндрического неоднородногоучастка среды и по величине мини 35мального диаметра цилиндрическогонеоднородного участка средц, при котором отсутствует его деформация, судят о разрешающей способности испыютуемого измерительного преобразователя,При реализации предлагаемого спосо.ба в известное устройств, содержащее источник создания "цилиндрического неоднородного участка среды45в виде импульсного инфракрасного лазера с блоком питания, оптическаяоось которого перпендикулярна направлению потока, блок визуализации цилиндрического неоднородного участкасреды, включающий оптически сопряженные источник излучения, диафрагму, первый объектив, второй объектив и нож фуко, а также. первый фотоприемник, выход которого подключенк первому входу блока регистрации,и блок управления, введены оптически сопряженные первый обтюратор с круглыми отверстиями разного диаметра, размещенный перед импульсным инфракрасным лазером и закрепленный на оси первого электродвигателя, и второй фотоприемник, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, а также второй обтюратор с прямоугольными отверстиями разной ширины, закрепленный на оси второго электродвигателя, блок питания электродвигателей, первый и второй выходы которого соеди" нены с входами первого и второго электродвигателей соответственно, причем первый и второй выходы блока управления соединены с входами блока питания электродвигателей и блока питания импульсного инфракрасного лазера соответственно, второйобтюратор размещен на оптической 1 оси блока визуализации цилиндрического неоднородного участка среды между ножом фуко и первым фотоприемником, прямоугольные отверстия во втором обтюраторе размещены вдоль радиусов обтюратора, а ширина 1. прямоугольного отверстия определяется по ормуле где О - диаметр соответствующего круглого отверстия в первом обтюраторе;И - увеличение блока визуализации цилиндрического неоднородногоучастка средыНа фиг, 1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 -,вид обтюратора,Устройство содержит сопло 1, спомощью которого создается неустановившийся поток 2, в котором располагается испытуемый преобразователь 3гидрогазодинамических параметров потока, выше по течению от которого создается цилиндрический неоднородныйучасток 4 среды с помощью импульсногоинфракрасного лазера 5, питаемого отблока б питания, блок визуализациицилиндрических неоднородных участков средц, включающий последовательно установленные источник 7 излучения, диафрагму 8, первый объектив 9,второй объектив 10 и нож Фуко 11, а .также первый обтюратор 12 с круглыми отверстиями 13 различного диаметра, первый фотоприемник 14, блок регистрации 15, второй фотоприемник1 б, второй обтюратор 17, содержащий59 1. Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогаэодинамицеских параметров потока, включающий создание в ламинарном потоке цилиндрического неоднородного участка среды, ось которого размещена ортогонально направлению движения потока, и фиксацию деформаций цилиндрического неоднородного участка среды перед измерительным преобразователем, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, последовательно увеличивают диаметр цилиндрического неоднородного участка среды и по велицине минимального диаметра цилиндрического неоднородного участка среды, при котором отсутствует его деформация,50 5 9380 прямоугольные отверстия 18, ширинакоторых равна диаметрам соответствующих круглых отверстий 13 первого обтюратора 12, умноженным на масштаб изображения, созданного блоком визуализации цилиндрических неоднородных участков 7-11 среды, Первый и второй обтюраторы 13 и 17 закреплены соответственно на валах первого и второго электродвигателей 19 1 о и 20,питаемых от одного блока питания 21 электродвигателей, работа которого синхронизирована с работой блока 6 питания импульсного инфракрасного лазера 5 через блок 22 управ ления.Устройство работает следующим образом.С помощью сопла 1 организуется поток 2 с равномерным профилем скорос ти в его центральной части, в которой располагается испытуемый преобразователь 3 гидрогаэодинамических параметров потока. Включением импульсного инфракрасного лазера 5 с помо щью блока 22 управления и блока 6 питания в потоке создают цилиндрические неоднородные участки 4 среды, наплывающие на преобразователь гидрогазодинамических параметров потока. С яо мощью блока визуализации цилиндрических неоднородных участков 7-11 среды производится визуализация цилинд" рических неоднородных участков среды. При этом ножом фуко 11 блок. визуализации цилиндрических неоднородных участков среды настраивается предварительно в режим насыщения для повышения чувствительности устройства, при котором цилиндрические неоднород- о ные участки среды наблюдаются белыми на темном фоне. Одновременно с импульсным инфракрасным лазером 5, блоком 22 управления включается блок 6 питания первого и второго электродви гателей 19 и 20, Вращение первого обтюратора 12 приводит к последовательному изменению диаметра цилиндрических неоднородных участков 4 среды в потоке 2, каждому из которых соответствует свой уровень энергии, детектируемой вторым фотоприемником 16.Вращение второго обтюратора 17 перед вторым фотоприемником 14 приводит к тому, что в момент появления изображения цилиндрического неоднородного участка 4 среды перед изображением преобразователя 3 в том месте появляется прямоугольное отверстие с шириной, равной ширине изображения цилиндрического неоднородного участка 4 среды. При этом происходит перераспределение освещенности на первом фотоприем" нике 14, выходной сигнал которого подается на блок 15 регистрации, выполненный в виде порогового устройства, настроенного на различные уровни сигнала второго фотоприемника 16,. Деформация цилиндрического неоднородного участка 4 среды передносовой частью преобразователя гидрогазодинамицеских параметров потока 3 приводит к изменению уровня освещенности на первом фотоприемнике 14, и блок регистрации 15 отмечает диаметр того цилиндрического неоднородного участка 4 среды, для которого произошла данная деформация, используя сигнал, поступающий с второго фотоприемника 16.Применение способа и устройства определения разрешающей способности измерительных преобразователей гидрогазодинамических параметров потока, позволяет существенно повысить точность измерения за счет исключения погрешностей, связанных с субъективной оценкой величины деформаций цилиндрического неоднород" ногоучастка среды перед измерительным преобразователем путем введения средств контроля измеряемого параметра. формула изобретениясудят о разрешающей способностииспытуемого измерительного преобразователя. 2, Устройство для осуществления . способа по и. 1, содержащее источник создания цилиндрического неодно; родного участка среды в виде импуль" сного инфракрасного лазера с блоком питания, оптическая ось которо го перпендикулярна направлению потока, блок визуализации цилиндрического неоднородного участка среды, включающий оптически сопряженные источник излучения, диафрагму, пер" вый объектив, второй объектив и нож фуко, а также первый фотоприемник, выход которого подключен к первому входу блока регистрации, и блок управления, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с, целью повыше" ния точности измерения, .в него введены оптически сопряженные пер" вый обтюратор с. круглыми отверстиями разного диаметра, размещенный перед импульсным инфракрасным лазе" ром и закрепленный на оси первого электродвигателя, и второй фото- приемник, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации 1 а также второй обтюратор с прямоугольными отверстиями разной ширины, закрепленный на оси второ" го электродвигателя, блок питания 38059 8электродвигателей, первый и второй выходы котррого соединены свходами первого и второго электродвигателей соответственно; причемпервый и второй выходы, блока управления соединены с входами блока питания электродвигателей и блокапитания импульсного инфракрасноголазера соответственно, второй об тюратор размещен на оптической осиблока визуализации цилиндрическогонеоднородного участка среды междуножом Фуко и первым, фотоприемником,прямоугольные отверстия во втором И обтюраторе размещены вдоль радиусовобтюратора, а ширина 1 прямоугольЙого отверстия определяется по формулеР Й,20где 0 - диаметр соответствущего круглого отверстия в первом обтюраторе;Иувеличение блока визуализациицилиндрического неоднородного участ"23ка среды,Источники .информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 587399, кл. 6 01 Р 5/12, 1976.2. Власов Р, Н. Разработка оптиЗВ ко-визуального метода и образцовыхсредств измерений характеристик турбулентности. Дис. ВНИИФТРИ, 1975.,с. 120-158 (прототип) .938059 оставитвль ЛСпиринаехред.Ж,Кастелевич Корре Барощ ик дакто Заказ 4 М 6/ щ аПатент", г:, Ужгород, ул. Проектная, М илиал ППП Тираж НИИПИ Государствен по делам изобр 13035, Иосква, Жого ктений Рау Подписноитета СССРоткрытийкая наб д. М