RU2164691C1 - Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости - Google Patents
Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164691C1 RU2164691C1 RU2000111794A RU2000111794A RU2164691C1 RU 2164691 C1 RU2164691 C1 RU 2164691C1 RU 2000111794 A RU2000111794 A RU 2000111794A RU 2000111794 A RU2000111794 A RU 2000111794A RU 2164691 C1 RU2164691 C1 RU 2164691C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- converters
- electric signal
- electrical signal
- signal
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследования гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль параметров турбулентной среды. Устройство содержит три идентичных преобразователя скорости в электрический сигнал, расположенных на одной прямой. Функциональный блок, входы которого с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий, соответственно предназначен для вычисления выходного сигнала, зависящего от сигналов с преобразователей и от расстояний между ними. Обеспечиваются повышение точности помех, обусловленных неравномерным движением носителя, а также уменьшение влияния аддитивных электрических помех. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области исследования гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль параметров турбулентной среды.
Известны различные устройства, предназначенные для измерения параметров турбулентной среды, содержащие преобразователи скорости в электрический сигнал (датчики) среды (см., например, [1], [2]).
Устройство [1] содержит преобразователь скорости в электрический сигнал (датчик скорости электропроводящей среды), выполненный в виде постоянного магнита, в зазоре которого установлены держатель с электродами, соединенными с электронным усилителем. При измерении турбулентных пульсаций скорости преобразователь скорости в электрический сигнал устанавливают в исследуемом потоке и судят о параметрах потока по параметрам электрического сигнала на выходе электронного усилителя.
Недостатком известного устройства [1] является недостаточная точность определения параметров турбулентной среды из-за высокой чувствительности преобразователя скорости в электрический сигнал к паразитным сигналам, возникающим в результате вибраций и неравномерного движения носителя, установленного, например, на буксируемой линии.
Устройство [2] содержит преобразователь скорости в электрический сигнал (датчик скорости электропроводящей среды), выполненный в виде постоянного магнита, в зазоре которого установлены держатель с электродами, соединенными с электронным усилителем. Для компенсации паразитных сигналов, возникающих в результате неравномерного движения преобразователя в исследуемой жидкой среде, устройство дополнительно содержит последовательно соединенные акселерометр, продольная ось которого параллельна продольной оси электромагнитного преобразователя скорости в электрический сигнал, усилитель, интегратор и сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, соединенного с электромагнитным преобразователем скорости в электрический сигнал.
Введение акселерометра, усилителя, интегратора и сумматора позволяет несколько снизить влияние на результаты измерений помех, обусловленных неравномерным движением носителя. Однако эффективность снижения влияния помех в устройстве [2] невысока.
Известно также устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости электропроводной жидкости [3], являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству. Это устройство содержит три электрода, один из которых расположен между двумя другими, постоянный магнит, выполненный в форме тела вращения. Три электрода и участки магнитной системы, включающей постоянный магнит, образуют три преобразователя скорости в электрический сигнал. Преобразователи скорости подключены к электронной схеме, включающей два дифференциальных усилителя и сумматор.
Недостатком устройства - устройства прототипа является низкая точность измерения. Указанный недостаток обусловлен тем, что для компенсации влияния вибраций и неравномерного движения носителя используются те же электроды, что и для формирования полезного сигнала. В результате наряду с компенсацией сигналов помех компенсируются и полезные сигналы.
Указанный недостаток устранен в предлагаемом изобретении, сущность которого заключается в том, что в устройстве для измерения турбулентных пульсаций скорости, содержащем первый преобразователь скорости в электрический сигнал, расположенный между вторым и третьим преобразователями скорости в электрический сигнал, первый, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал выполнены идентичными, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал расположены на одной прямой линии с первым преобразователем скорости в электрический сигнал на расстояниях (0,1-1,0) м от него, а в устройство введен блок вычисления функции
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции; К - масштабный коэффициент; R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м; U1, U2, U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, B,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции; К - масштабный коэффициент; R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м; U1, U2, U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, B,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
В предлагаемом устройстве второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал могут быть расположены на равных расстояниях от первого преобразователя скорости в электрический сигнал.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - функциональная схема устройства;
на фиг. 2 - схема, поясняющая взаимное расположение преобразователей скорости в электрический сигнал.
на фиг. 1 - функциональная схема устройства;
на фиг. 2 - схема, поясняющая взаимное расположение преобразователей скорости в электрический сигнал.
На фиг. 1 обозначены:
1 - первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2 - второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3 - третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
4 - блок вычисления функции (1).
1 - первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2 - второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3 - третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
4 - блок вычисления функции (1).
На фиг. 2 обозначены:
1 - первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2 - второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3 - третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический cигнал соответственно.
1 - первый преобразователь скорости в электрический сигнал;
2 - второй преобразователь скорости в электрический сигнал;
3 - третий преобразователь скорости в электрический сигнал;
R2, R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический cигнал соответственно.
В соответствии с фиг. 1 устройство содержит идентичные первый, второй и третий преобразователи 1, 2, 3 скорости в электрический сигнал, выходы которых соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами блока 4 вычисления функции (1), выход которого является выходом устройства.
Преобразователи 1-3 скорости в электрический сигнал могут быть электромагнитного, термоанемометрического или иного другого известного типа.
Блок 4 вычисления функции (1) может быть выполнен, например, на операционных усилителях, реализующих функции весового суммирования и вычитания, или включать в свой состав многоканальный аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорный вычислитель функции (1).
Преобразователи 2 и 3 скорости в электрический сигнал расположены на одной прямой на расстояниях R2 = (0,1-1,0) м и R3 = (0,1-1,0) м от преобразователя 1 (фиг. 2). При этом прямая, на которой расположены преобразователи 1-3, может иметь в пространстве любое положение при условии сохранения их работоспособности преобразователей 1-3. В частности, преобразователи 1-3 должны быть правильно ориентированы по отношению к направлению набегающего потока и не должны "затенять" друг друга.
Наиболее простым и предпочтительным вариантом является вариант, при котором выполняется условие R2=R3, в этом случае выражение (1) упрощается:
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Носитель, например буксируемая линия корабля экологического мониторинга, осуществляет перемещение жестко связанных преобразователей 1-3 скорости в электрический сигнал в исследуемой среде. Из выходного сигнала преобразователя в блоке 4 происходит вычитание сигналов преобразователей 2 и 3 по формуле (1) или в частном случае по формуле (2). После обработки в блоке 4 неискаженный сигнал, свободный от вибрационных помех, поступает для последующей обработки и определения параметров турбулентности.
Предлагаемое изобретение может быть использовано как для измерения однокомпонентных пульсаций скорости, так и для многокомпонентных. В последнем случае выходные сигналы по каждому каналу обрабатываются с помощью блоков вычисления функции (1), количество которых соответствует количеству измеряемых компонент скорости.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения турбулентных пульсаций скорости в условиях влияния помех, обусловленных неравномерным движением носителя. Кроме этого, предлагаемое изобретение позволяет существенно расширить рабочий диапазон пространственных масштабов измеряемых турбулентных пульсаций скорости.
Представленное описание и чертежи позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить предлагаемое устройство и использовать его в тех областях техники, где требуется определять параметры турбулентности, в том числе вести контроль состояния морской среды с подвижного носителя, что характеризует изобретение как промышленно применимое.
Список литературы
1. Авт. св. СССР N 356564, МПК G 01 P 5/08, 1972 г.
1. Авт. св. СССР N 356564, МПК G 01 P 5/08, 1972 г.
2. Авт. св. СССР N 685984, МПК G 01 P 5/08, 1979 г.
3. Авт. св. СССР N 773496, МПК G 01 P 5/08, 1980 г. (прототип).
Claims (2)
1. Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости, содержащее первый преобразователь скорости в электрический сигнал, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал, между которыми расположен первый преобразователь скорости в электрический сигнал, отличающееся тем, что первый, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал выполнены идентичными, второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал расположены на одной прямой с первым преобразователем скорости в электрический сигнал на расстояниях 0,1 - 1,0 м от него, а в устройство введен блок вычисления функции
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции;
K - масштабный коэффициент;
R2 и R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м;
U1, U2 и U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, В,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
где U - сигнал на выходе упомянутого блока вычисления функции;
K - масштабный коэффициент;
R2 и R3 - расстояния от первого преобразователя скорости в электрический сигнал до второго и третьего преобразователей скорости в электрический сигнал соответственно, м;
U1, U2 и U3 - напряжения на первом, втором и третьем входах упомянутого блока вычисления функции соответственно, В,
при этом входы упомянутого блока вычисления функции с первого по третий соединены с выходами преобразователей скорости в электрический сигнал с первого по третий соответственно, а выход упомянутого блока вычисления функции является выходом устройства.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй и третий преобразователи скорости в электрический сигнал расположены на равных расстояниях от первого преобразователя скорости в электрический сигнал.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111794A RU2164691C1 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111794A RU2164691C1 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2164691C1 true RU2164691C1 (ru) | 2001-03-27 |
Family
ID=20234500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111794A RU2164691C1 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164691C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497153C1 (ru) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости потока жидкости |
-
2000
- 2000-05-11 RU RU2000111794A patent/RU2164691C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497153C1 (ru) * | 2012-06-07 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости потока жидкости |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101900743B (zh) | 颗粒速度的线性静电传感器阵列测量方法及装置 | |
| RU2164691C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| CN101957385B (zh) | 流化床内局部颗粒速度的静电感应测量方法及装置 | |
| CN201804020U (zh) | 颗粒速度的线性静电传感器阵列测量装置 | |
| RU18857U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| RU2177621C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| RU15404U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| RU2174687C1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| RU17989U1 (ru) | Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости | |
| RU2338207C1 (ru) | Преобразователь скорости с компенсацией электрических помех | |
| RU22559U1 (ru) | Устройство для измерения пульсаций скорости течения | |
| RU2189601C1 (ru) | Устройство для измерения пульсаций скорости течения | |
| RU2307356C1 (ru) | Устройство для измерения скорости объекта | |
| RU2184378C1 (ru) | Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех | |
| SU685984A2 (ru) | Датчик скорости потока электропроводной среды | |
| JP2934340B2 (ja) | 移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法 | |
| RU2180758C1 (ru) | Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех и устройство для его осуществления | |
| RU2799973C1 (ru) | Векторный автономный регистратор | |
| SU807071A1 (ru) | Способ определени колебаний внут-РЕННиХ ВОлН и уСТРОйСТВО дл ЕгООСущЕСТВлЕНи | |
| RU2247936C1 (ru) | Устройство для измерения линейных перемещений и деформаций объекта | |
| RU2177622C1 (ru) | Устройство для обнаружения турбулентных пятен в морской среде | |
| Cabrera et al. | Small scale laboratory flow measurements with the ADV-1 | |
| RU2271515C1 (ru) | Ультразвуковой преобразователь перемещения и скорости движения | |
| SU1670637A1 (ru) | Способ измерени проекций вектора магнитной индукции с подвижной платформы и устройство дл его осуществлени | |
| RU2168180C1 (ru) | Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190512 |