Измеритель параметров ветра

Измеритель параметров ветра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пц654908

Союз Сенатских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.77 (21) 2511899/18-10 с присоединением заявки Ме— (51) М. Кл е

G 01Р 5/04

ГосУдарстоеннык комитет (23) Пр ор по делам изобретений (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень е 12 (53) УДК 532.574 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения А. А. Бубеничек, Я. Е. Воробьев, Ю. М. Капралов, Д. К. Мухин и В. С. Соловов

Специальное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА

Изобретение относится к области измерения параметров движения.

Известен датчик скорости и направления ветра, содержащий приемник, выполненный в виде гибкого элемента, и измерительную схему (1).

Недостатками его являются конструктивная сложность и ограниченность применения в условиях осадков, гололеда и т. д.

Известен также измеритель параметров ветра, содержащий приемники ветра, выполненные в виде пластин, связанных с преобразователями, и регистрирующее устройство (2).

Это устройство не обладает достаточной 15 точностью измерения скорости и направления ветра.

Цель изобретения — повышение точности измерений скорости ветра.

Для этого преобразователь измерителя выполнен в виде перемычки в теле упругого стержня, на котором жестко установлен приемник ветра, плоскость пластины приемника ветра расположена параллельно плоскости перемычки, при этом измеритель снабжен возбудителями электромагнитных колебаний, связанными с перемычкой.

Для определения направления и скорости ветра измеритель снабжен двумя чувствительными элементами, причем плоскости 30 ветроприемников и чувствительных элементов соответственно расположены под углом

90 относительно друг друга.

Для изучения турбулентности, направления и скорости ветра измеритель выполнен с тремя чувствительными элементами, причем плоскости ветроприемнпка и чувствительных элементов соответственно расположены под углом 90 относительно друг друга.

На чертеже представлена схема измерителя с тремя приемниками.

Измеритель состоит из корпуса 1, ветроприемников 2, 3 и 4, сильфонов 5, измерительной виброперемычки б прямоугольного сечения, упругого стержня 7, возбудителей

8 и 9 электромагнитных колебаний, усилителей 10. Проточка 11 в теле упругого стержня 7 предназначена для измерения степени упругости. Измеритель содержит также регистрирующее устройство 12.

Изменение эффективной площади ветроприемника может быть достигнуто выполнением пластин раздвижными (например, из двух пластин, которые можно выдвигать одна относительно другой). Для обеспечения возможности работы измерителя в тяжелых метеорологических условиях (обледенения, осадки и т. д.) измерительная перемычка герметизирована сильфоном 5.

654908

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (прп отсутствии ветровых нагрузок) на виброперемычку не действуют силы, пропорциональныс ветру, и она посредством электромагнитных возбудителей 8, 9 и усилителя 10 находится в режиме автоколебаний. Виброперемычка, возбудители колебаний и усилитель представляют собой электромагнитный автогенератор, причем при отсутствии ветровых нагрузок частота колебаний виброперемычки равна ее собственной резонансной частоте fo (или кратна ей в зависимости от условий возбуждения) .

При воздействии на устройство ветра возникает сила F, которая пропорциональна скорости ветра и эффективной площади ветроприемника. Сила F изгибает упругий стержень, преобразующий силу F в силы

ЛР, которые прикладываются к измерительной виброперемычке, растягивая ее. В результате изменяется частота колебаний виброперемычки на величину Af.

Пластину ветроприемника 3 можно выдвигать относительно пластины приемника

2, чем достигается изменение эффективной площади ветроприемника и тем самым возмож ность регулировки коэффициента преобразования устройства в целом. Проточка 11 в упругом стержне предназначена для изменения степени упругости (т. е. изменения коэффициента передачи силы F на виброперемычку). С целью обеспечения возможности работы устройства в условиях обледенения и при других явлениях упругая перемычка изолирована от окружающей среды посредством герметизации корпуса сильфоном, который посредством пайки или сварки соединен с корпусом и упругим телом (кроме того, достигается взрывобезопасность при работе, например, в шахтах).

Таким образом, изменение выходной частоты преобразователя пропорционально измеряемой компоненте скорости ветра.

Ветроприемники 2, 3, 4 размещены под прямым углом относительно друг друга.

Каждый ветроприемник и связанный с ним чувствительный элемент измеряет одну из компонент вектора ветра.

Измерение параметров ветра, как мгновенных, так и осреднвнных, представляет первостепенное значение в исследовании турбулентности, а так же может найти ши10 рокое применение для определения воздушной навигационной безопасности в авиации в зоне аэропорта, где очень важно измерение вертикальной составляющей ветра и его градиента.

1; Использование нескольких подобного типа измерителей, размещенных на разных уровнях, дает возмож ность непосредственно измерять сдвиг ветра. Так как выходной сигнал — частота, то процесс обработки ре20 зультатов может быть представлен в цифровой форме, удобной для ввода в ЗВМ практически без дополнительной погрешности.

Формула изобретения

Измеритель параметров ветра, содержащий по крайней мере один приемник ветра и связанный с ним преобразователь, устройство представления информации, причем

З0 приемник ветра выполнен, например, в виде пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений скорости ветра, преобразователь выполнен в виде перемычки в теле упругого стержня, З5 на котором жестко установлен приемник ветра, плоскость пластины которого расположена параллельно плоскости перемычки, при этом измеритель снабжен возбудителями электромагнитных колебаний, связанны40 ми с перемычкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США Ме 3245514, кл. 73 †1, опублик. 1969.

45 2, Авторское свидетельство СССР

Хо 218553, кл. G 01Р 5/04, 19бб.

654908

Составитель Н. Назарова

Редактор E. Караулова Техред А. Камышникова Корректоры: И. Позняковская и О. Тюрина

Заказ 321/15 Изд. Ко 260 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2