Устройство для измерения скорости потока частиц

Устройство для измерения скорости потока частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (}1) 553537 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.08.75 (21) 2166268/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43).Опубликовано 05 0477 Бюллетень ¹ 13 (45) Дата опубликования описания04.07.77 (5l) М..Кл.е601Р 5/00

Гасударственный комитет

Соввтв Министров СССР оа делам изоаретений и открытий

Рз) УДК

532.574 (088.8) (72) Авторы изобретения Е. Д. Манойло, Л. П. Хилькевич, В. Д. Шиманович и А, К. Шипай (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ПОТОКА ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области измерения скоростей потоков и может быть использовано для измерения скорости потока частиц при термической металлизации и плазменных потоков, Известно устройство; для измерения скорости б потока частиц гутем создания ионизированных меток в потоке и регистрации их скорости (1). Однако оно сложно, громоздко и нс обеспечивает активного контроля.

Известно также оптическое устройство для из- 10 мерения скорости потока частиц, содержащее смон тированные на одной оптической оси объектив, фотокамеру и установленное с возможностью вращения плоское зеркало, кинематически связанное с электрическим приводом (21. 15

Известен также высокоскоростной фоторегистратор, содержащий смонтированные на одной оптической оси объектив и экран, либо фотопленку, между которыми установлено плоское зеркало с воэможностью вращения вокруг своей оси, парал- 20 лельной главной плоскости обьектива, которое кинематически связано с электрическим приводом, снабженным регулятором посла оборо1ов, тахоге:нератором со стрелочным указателем числа оборотов и электронно-лучевым тахоскоиом (31. Извест 26 ные устройства обеспечивают воэможность измерения скорости потока частиц путем регистрации иэображения треков движущихся в поле зрения объектива частиц на фотопленке, Однако для определения скорости потока частиц необходима фотосъемка потока частиц, фотохимическая обработка пленки, измерение углов наклона треков частиц на пленке к направлению развертки и математическая обработка результатов измерения. В результате на определение скорости затрачивается значительное количество времени и труда и не обеспечивается воэможность проведения активного контроля.

Цель изобрете-ma — повышение точности измерения, сокращение трудоемкости и обеспечение возможности активного контроля. Это достигается тем, что на экране нанесены гри линии, одна иэ которых расположена параллельно осн врагдсиия зеркала другая — перпендикулярно, э третья — под углом о

) к перпендикулярной лини(, выбираемым из соогношения твл с /д.

1= — =

1 м где V — скорость полета частиц, м/сек;

R — расстояние от поверхности вр;илаюгцегосн зеркала до экрана,м:

553537 и — число оборотов зеркала, мин М вЂ” масштаб изображения;

la — угол наклона контрольной линии, град; . На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид, Ь

Устройство содержит смонтированные в корпу се 1 на одной оптической оси 2 объектив Зи экран 4 с матовой поверхностью, Меяду объективоь3 и экраном установлено с возможностью вращения вокруг оси 5, параллельной главной плоскости объектива 3 19 и экрану 4, плоское зеркало б, кинематически связанное посредством шестерен 7 и 8 с электрическим приводом 9, снабженным регулятором 10 числа оборотов с рукояткой 11 управления и выключателем 12 электрической сети. На общем 1Ü валу 13 с электроприводом установлен тахогенератор 14, электрически связанный проводом 15 со стрелочным указателем 16, шкала 17 которого

1 оттрадуирована в единицах скорости потока частиц.

Экран 4 снабжен двумя взаимно перпендикуляр- 20 ными линиями 18 и 19. Линия 18 расположена параллельно оси 5 вращения зеркала 6, а линия 19 — перпендикулярно.

Из точки пересечения линий 18 и 19 проведена контрольная линия 20, расположенная к линии 19 25 под углом а, связывающим скорости вращения зеркала и полета частиц следующим соотношением:

ГЛм 6g d.

М=

15 м 30 гдеЧ,— скорость движения частиц, м/сек;

R — расстояние от оси вращений зеркала 10 до экрана 4 м; п — число оборотов зеркала 10, мин

М вЂ” масштаб изображения; 85

a — угол. наклона контрольной линии, град.;

Для повышения точности измерения контрольная линия 20 на экране 4 может быть расположена под углом а = 45 к направлению развертки, а двухкратное расширение диапазона измеряемых скоростей 4О

Х может быть обеспечено нанесением вспомогательной контрольной линии 21, расположенной к о направлению развертки под углом а= 63 34.

Для подключения устройства к электрической сети оно снабжено вилкой 22 и соединительным 4 электропроводом 23.

Перед измерением устройство устанавливают перпендикулярно потоку частиц 24, на расстоянии от потока до объектива 4, равном оптической базе устройства и обеспечивающем четкое изображение Э1 на экране 4 при выбранном масштабе изображения, определяемом конструкцией устройства. Затем при неподвижном зеркале 6 совмещают изображение потока частиц 24 на экране 4 с линией 18.

И

После установки устройства вилкой 22 и выключателем 12 подключают к электрической сети привод 9 и рукояткой 11 регулируют скорость вращения его и, соответственно, зеркала 6, которое, вращаясь, отражает на экран 4 изображение потока:а0 частиц 24и одновременно разворачивает зто изобрежа иие в направлении своего вращения. На экранв 4 это будет соответствовать повороту изображения относительно линии 19 на некоторый угол a.

Изменяя рукояткой 11 скорость в ращения привода и зеркала б,располагают изображение потока частиц 24 параллельно контрольной линии 20 и по шкале 17 стрелочного указателя 16 отсчитывают значение скорости. При этом скорость потока часЧ, .Сд 45 (1) у= гдеЧР— скорость развертки, м/сек;

М вЂ” масштаб изображения, Скорость развертки т (2) р где n — число оборотов зеркала, мин ;

R — расстояние от отражающей поверхности зеркала 10 до экраЭа 4, м; я =3,14...

У "

Стрелочный указатель 16 регистрирует вырабатываемую э.д.с. техогенератором 14, пропорциональную числу оборотов и зеркала 6, Поэтому: n = kE у (3) где Е - электродвижущая сила,;

К - коэффициент пропорциональности.

На основании выражений получаем

Ч =AE (4)

3Rï где A = —. -постоянная измерительного уст.

15 hh ройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости потока частиц, содержащее., смонтированные на одной оптической оси объектив и экран с матовой поверхностью, между которыми расположено плоское зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг своей оси, параллельной главной плоскости объектива, и кинематически связанное с электрическим приводом, снабженным регулятором числа оборотов, и тахогенератором, электрически связанным со стрелочным указателем, о т л и ч а ющее ся тем, что, с целью повышения точности измерения, сокращения трудоемкости и обеспечения активного контроля, на экране нанесены три линии, одна из которых расположена параллельно оси вращения зеркала, другая — перпендикулярно, а третья — под углом к перпендикулярной линии, выбираемым из соотношения K R .и 4 g д где Ч вЂ” скорость потока часгид, м/сек;

553537

Составитель В. Оже

Техред C. Беца

Кор!.ск ор 11. Гоксия

Рслакзор O. Филипп иа

Заказ ) off/Þ

Тираж !!OS Г!одписпос

101111!1!П Государственного комитета Совета Министров С(С! по делам изобретений и открытий

l 1 !035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугдская иаб., л. 4/5

t ai: «. . П11П "Патент™,г. Ужгород, ул. Просп я

R — расстояние от оси вращения зеркала до экрана, м; и -число оборотов зеркала, мин ; а — угол наклона контрольной линии, град.;

М вЂ” масштаб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. "Устройство и элементы систем автоматического регулирования и управления", кн. 1 под ред.

Солодовникова В. В., Машиностроение, 1973, стр.206.

2, "Experimetelle Technik der Phys ik", и 2, 1975, стр. 208.

3, Дубовик А. С. Фотографическая регистрация быстропрониканяцих процессов, изд. "Паука", 1964 г., стр. 71 — 82.