Измеритель скорости течения воды

Измеритель скорости течения воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42о. 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Заревастрировано в Бюро из

В, В. Рахманов

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ

Заявлено 10 мая 1941 гола в НКО за ¹ 469-ГУГМС (317034) Опубликовано 30 июня 1946 г. ва русла и вообще при изменении скоростного режима потока под действием той или иной причины, В случае стационарной установки измерителя рационально .применять самописцы. действующие по элект.ромапнитному принципу н дающие графическую запись изменения скорости. но может применяться 1и гальванометр для отсчета скорости через определенные периоды времени в зависимости от быстроты ее изменения.

Предметом данного .изобретения является измеритель скорости течения воды с вертушкой и датчиком для электрической передачи показаний прибора на расстояние.

Согласно изобретению, в предлагаемом:измерителе ось вертушки нагружена пружиной, препятствующей непрерывному — под действием, динамического давления потока — вращению вертушки, и соеди нена с поворотной частью реостата или переменного конденсатора, используемого в качестве указаиного датчика. В такой конструкции каждому значению давления воды соответствует определенный угол поворота (а не скорость вра,щения) вертушки, угол поворота подвижной части датчика и сила тока в цепи электрического изм ери тельного прибора — приемника.

По принципу своего действия такие измерители могут использоваться как для отдельных измерений скорости в,различных частях потока с перекосом их :из одной точки в другую, так и для стационарной установки в определенном месте потока для наблюдения за изМенением скорости во времени при подъеме или спадв воды, при етклонени и потока в случае размыДля питания, измерительной установки могут быть использованы различные источники как постоянного, так и переменного тока, причем для стабилизации питающего напряжения могут быть применены соответствующие регуляторы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фгиг. 1 которого показан в продольном. разрезе предлагаемый измеритель вертикального типа с конденсаторным датчиком, на фиг. 2 — поперечный разрез (вид сверху по фиг. 1) этого измерителя в исходном положении, на фиг. 3 — то же в положении, когда вертушка повернулась на некоторый угол под действием давления воды, на фиг. 4 и 5—

Лго 1>>0587 измеритель горизонтальног0 типа с конденсаторным датчиком, на фиг. 6 — измеритель вертикального типа с датчиком в виде жидкастнсго реостата, на фиг. 7 и

8 — такой же измеритель с датчиком в виде проволочного реостата.

Естестзенио, что измерители с реостатиыми датчикаьчи могут быть выполнены горизонтального типа (соответственно измерителю по фги. 4 — 5).

Вертикальный электрический измеритель (фиг. )) состоит из гориB0I .TBëüH0 вращающегося ротора 1 с комическими чашечками 2 (вертушка), .насаженного на вертикальную ось 3. Этот ротор аналогичен употребляемому в вертушке Прайса. На фиг, 1 гсказан ротор с четырьмя кони ескими чашечками, но очевидно их п.сло должно быть не гмснее восьми или даже больше (как у колеса Пельтона), чтобы на работу иэмерителя не влиялс положение чагпек ротора относительно струй воды, На той >ке оси, но уже внутри герметически закрытого цилиндра 4 насажен ряд металлических пластин б полукруглой формы, соединенных электрически между собой через ось 8 и поворотных вместе с нею.

При своем повороте подвижные пластины 5 входят между ноподвижны iH б, ие касаясь их. ПсследННВ также соединены электрически между собою. Совокупность ряда подвижных и такого же ряда неподвижных пластин образует воздушный конденсатор переменной емкости. Оба ряда пластин соединяются с "îîòâåòñò,âóþùèìè выводными за>кимами 7 и 8, установленными на верхней панели спили-.дра.

При давлении воды на чашечки 2 ротор и скрепленная наглухо с ним вертшсальная ось измерителя будут поворачиваться. Вместе с ними будут поворачиваться .и подвижные пластины конденсатора. Ограничение поворота может быть достигнуто с помощью пружины. 9 примерно такого типа, как у маятника часов (например, у будильника), прикрепляемой:к вертикальной оси прибора внутри цилиндра.

Чем больше скорость движения воды, тем на больший угол повернется ротор. тем больше гюдвижпые,пластины конде+:ca ТорВ, враща.о.циеся вместе " вертикальной осью, войдут «:егжду нспсдвижными (фпг. 3). С уменьшением скорости уменьшастся и угол поворота ротора, и 70 гви>к!!ь|е г:IBcT!i ;Iы повернутся относительно неподвижных в обратную сто;,:îr;y. Если при этом через кон, енсатср пропускать пере

;Ie!Ir!BI! ток„то с. BB тока оудет в каждом отдельном случае различна, так как будег меняться емкость, а следователь но. и сопротивление конденсатора.

Каждой скорости течения воды будет соответствовать определенная сила тока, Поэтому при i!pBäâBðriтеликOI TBðrip0Bêå приоора по о гсчету па гальванометре мгсжно судить о величине скорости. А если па шкале гальванометра будут стоять цифры скоростных единиц, г0 скорость сразу может отсчитыDBTbcIr !II0 гальвагнсметру, Прибор опускается в воду с помощью штанги, " которой он соединяегся держателем 10, риделанньв к боковой части цилиндра 4.

Горизонтальный электрический измеритель с конденсатором (фиг. 4 и 5) по своему внешне му виду напоминает сбычную вертушку с горизонтальной осью. Электрический датчик так же, как и в предыдущем случае, состоит из воздушного конденсатора переменной емкости.

Под вижгные пластины в этом пр лборе насажены на горизонтальную ось, на которой впереди прибора находится двухлопастная крыльчатка типа, применяю>ого в вертушках системы Отта.

Так как коробка:конденсатора и крыльчатка находятся,в оси водного потока. то во избежание больших завихрений, могущих отразиться HB величине отклонения крыльчатки, размеры конденсаторной коробки и сам .конденсатор должны быть меньше, чем у вертикального спидометра.

В соответствии с теми же требованиями конденсаторной коробке,5о 6658 7 должна быть придана спереди обтекаемая форма.

Торможение отклонения крыльчатки, а вместе с нею оси прибора и подвижных пластин конденсатора производится с помощью пружины, принятой в вертикальном приборе.

Точно так же как и в вертикальном приборе, скоростное давление поворачивает лопасти крыльчатки на определенный угол. На тот же угол поворачиваются и подвижные пластины ко ндвнсатора, заходя между неподвижными. Конденсатор приобретает определенную емкость и, следовательно, определен ное сопротивление. В соответствии с последним гальванометр фиксирует ту или иную силу тока.

Каждой скорости соответствует определенная сила переменного тока, отсчитываемая по гальванометру.

Прибор опускается в воду с помощью штанги ll, вокруг которой он может свободно вращаться в горизонтальной плоскости.

Для того чтобы измеритель устанавливался против потока, в его задней части устраивается руль, подобный таковым у гидрометрических вертушек с вертикальной осью и насаживаемый íà IIlpHJIHB 12.

Описанные выше приборы с конденсаторами имеют то неудобство, что с ними можно работать только при наличии переменного тока.

Если конденсатор заменить реостатом, то получается прибор, годный для работы и с переменным и с постоянным токами.

Измеритель с жидкостным реостатом (фиг. 6) напоминает конденсаторныи измеритель. Как и в последнем, приемной частью является ротор с чашечками. число которых также должно быть не менее восьми. Ротор наглухо прикрепляется к вертикальной оси, проходящей через коробку И реостата.

Внутри этой коробки находится любой электролит, например, раствор соды (NB2CO3), и в нем — две системы электродов: неподвижных б и:подвижных 5, закрепленных на оси 3, При повороте последней изменяется расстопние между электродами 5 и б, изменяется электрическое сопротивление реостата и сила тока в цепи электроизмерительного прибора — приемника.

Прибор с датчиком,в |виде жидколкого реостата обладает существенным недостатком. При включении жидкостного реостата в цепь постоянного тока на "колько-нибудь длительное, время прои=ходит разложение электролита IIB составные части и выделение на электродах (пластинах) реостата растворенного вещества. Особенно заметно это будет наблюдаться при работе .прибора с самописцами,,когда ток должен итти по цепи непрерывно в течение всего времени .работы самописца. Поэтому при работе с гальванометром ток включается только на время отсчета величины скорости, Это обусловливает незначиТр;Ibl îå влияние тока на электролит. так как время действия его ничтожно,:тем более. что сила пропускаемого тока невелика

Фтевоэможность "àáîòû с постоянным током у конденсаторных измерителей плп известные неудоб=тва работы при пользовании измерителем с жидкостным реостатом полHocTûî уcTpBIHHloTcB в том случае. если применить датчик B виде проволочного реостата со скользящим контактом. Для ресстата может быть использована проволока любого сплава большого электрического сопротивления. как ннкелин, манганин и др.

Вертикальный измеритель с проволочным реостатом устроен следующим образом (фиг. 7 — 8), Приемная часть, как в предыдущих вариBíòãõ, состоит из горизонтально вращающегося ротора с коническими чашечками. На вертикальной оси 8 ротора внутри герметически закрытого цилиндра 4 насажен контактный ползунок 14 кольцевого реостата 15, вращающийся вместе

- осью Л.

По внешнему виду реостат аналогичен применяемым в радиотехни.ке.

При отклонении ротора под тем или иным скоростным напором ползунок 14 скользит по виткам реоM 66587

Фиг. 1

3 с стата, изменяя тем самым длину включенной цепи проволоки и. следовательно, сопротивление реостата, Если реостат поставить так, что при исходной позиции его сопротивление будет максимальным, т, е. вся проволока 1.еостата оудст вкл.»че:-ra в цепь. то прп отклонов

HI.H ротора ползунок будет скользит в сторону д"»i II!снгя сопротивления, а C èëà тока и цепи будет соотBcòcòHcп;- о возрастать. Це 1 бо Ihilic отклонится ротор и вслед -a пим ползу;;ск реостата, тем больше падает электрическое сопротивление цепи, сильнее возрастет сила тока, И в этом случае определенной скорости движения воды будет ссотзетствовать вполне определенная сила тоKQ, отсчитываемая IIO гальвапометру.

Так как проволо нный реостат об.ладает омнчсскнм сопротпвлс пнем, то измеритель одинаково, пригоден как для переменного. так и д,гя постоянного токов. Прикреплен,1 .Ф". прибора к штанге осуществляется ана aoi Iiviio двум первым случаям верчикальн ях спидометров.

Основной недостаток измерителей с проволочными реостатами заK;lIo IÁс. "n, повидимому. В т рудности ссущсc в. Icl ия надежного контакта ползун;-.и реостата с прово ,чочной обмоткс l, которыя вместе с том не I I,.:-ь.-ал оы большого меха.к ческсг.:::.:ротпвлсния. Однако в

» време Iiuй тем:пкс слабых токов н. еются проволо пь е реостаты с о .е,::ь легки и скользящим контактом, которые подойдут, очевидно и

ДЛЯ giIIIIIIQII ЦСЛИ

Прс дмст изобретения

Изме1:атель скорости течения во.-,i,I с г:сртуп гой и датчиком для алек" u. Ic, ;iî!I передачи показаний х бора па расстояние, î т л и ч а юш и и ". я тем, что ось вертушки нагружена пружиной. препятствуюп..сй вращепио вертушки, и соедиi;c! n с поворотной частью реостата пл:.1 переменного конденсатора. используемого в качестве указанпогс датчика, ¹ 66587

Фиг. 7

Фиг. 8

Отв. редактор В. Н.. Костров. Техн. редактор Г. Ф. СоколовЭ.

АОI662 Подписано к печати 9/П1-1948 г. Тираж 500 экз, Цена 65 к. Зак. т

Типография Госпланиздата ии. Воровского, Калуга