Устройство для измерения расхода воды в реке

Устройство для измерения расхода воды в реке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Соцмалистичесннз

Республик

ОПИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i> 903795 (63 ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 F 1/00 (22) Заявлено 05.05.80 (2) ) 2920237/18-1 с присоединением заявки J4

3Ьауаарстзеииый кевпет всее

Io алии изобретений и еткуытий (2З)Приоритет (53) УДК 681. 121. .8 (088.8) Опубликовано 07 ° 02.82. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 09.02.82

А. Д. Богачев, А. H. Затыльников, 10. В. Добисова, С. A. Дылдин, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ

В РЕКЕ

Изобретение относится к гидрометрии и может использоваться для измерения расхода воды в средних и больших.реках с движущегося судна.

Известно устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером, датчика скорости и угломера, эхолот, у которого вибратор закреплен на штанге (lj.

Недостатками этого устройства являются высокая погрешность измерения расхода и неудобство эксплуатации, связанное с обработкой результатов измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером и гидрометрической вертушки с контактным блоком, гироскоп для стабилизации датчика угла поворота оси вертушки и датчика проекций вектора скорости судна на вэаимоперпендикулярные направления, эхолот с вибратором, закрепленным на штанге, функциональный блок, соединенный. с датчиками, преобразователь напряжения в частоту и индикар (2).

Недостатками известного устройства являются высокая погрешность измерения и низкая надежность конструкции, обусловленная сложностью гироскопической системы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что s устройство для измерения расхода воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий из штанги с пером, гидрометрической вертушки с контактным блоком и датчика угла поворота оси вертушки, эхолот, у которого вибратор закреплен на штанге, и индикатор, введены фазовращатель, соединенный с датчиком угла по ворота оси вертушки, триггер, соединенный с контактным блоком, селектор; соединенный с выходом передатчика и приемника эхЬлота, блок интегрирования, со05

3 9037 единенный с инцикатором, функциональный преобразователь, умножитель, измеритель периода импульсов вертушки и делитель, цричем фазоврашатель через функциональный преобразователь соединен с первым1 входом умножителя, который своим управляющим входом соединен с триггером, а вторым входом соединен с селектором и выходом — со счетным входом делителя, соединенного с блоком интегрирования, а 10 второй выход триггера через измеритель периода импульсов вертушки соединен с управляющим входом делителя.

Кроме того, датчик угла поворота оси вертушки выполнен в виде индукционного преобразователя, чувствительного к горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли, а на штанге в непосредственной близости от индукционного преобразователя установлен диск из магнитомягкого материала.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит гидрофлюгер, состоящий из штанги 1 с пером 2, подшипников 3, гидрометрической вертушки 4 с контактным блоком 5, датчика 6 утла поворота оси вертушки и диска 7 иэ магнитомягкого материала, иередатчик 8, приемник 9 и вибратор 10, входящие в состав эхолота 11, фазовращатель 12, функциональный преобразователь 13, умиожитель 14, триггер 15, селектор 16, измеритель 17 периода импульсов вер- Ы тушки, делитель 18, блок 19 интегрирования, индикатор 20.

Устройство работае следующим образом.

Штанга 1 гидрофлюгера устанавливается в носовой части судна, которое движется по гидроствору со скоростью, обеспечивающей величину угла, между его продольной осью и линией гидроствора, 45 равного приблизительно 45 . При этом перо 2 устанавливает гидрометрическую вертушку 4 по направлению, совпадающему с направлением равнодействующей скорости течения воды в реке и скорости передвижения судна. С каждым оборотом

SO вертушки 4 с выхода контактного блока

5 поступает импульс на счетный вход триггера 15. При поступлении первого и каждого последующего нечетного импульса триггера 15 сигналом со второго выхода включает измерит ль 17 периода следования импульсов с блока 5, а при поступлении второго и каждого последующего четного импульса триггер 15 выключает измеритель 17 и посылает импульсы на управляющий вход умножителя 14.

С выхода датчика 6, экранированного магнитомягким диском 7 от влияния помеховых магнитных полей, сигнал, пропорциональный углу поворота оси вертушки 4 относительно линии гидроствора, поступает через фаэоврашатель 12 на вход функционального преобразователя 13, в котором значение угла поворота преобразуется в величину, пропорциональную синусу двойного угла, поступающую на первый сигнальный вход умножителя 14.

Кроме того, яа второй сигнальный вход умножителя 14 с выхода селектора

16 поступает импульсный сигнал, пропорциональный величине глубины русла реки. Этот сигнал формируется в схеме эхолота передатчиком 8, приемником 9, вибратором 10 и селектором 16, кото- рый производит временную селекцию эхосигнала.

8 умножителе 14 происходит перемножение сигналов, несущих информацию о мгновенных значениях угла поворота оси вертушки (c блока 13), глубине русла реки (с блока 16), равнодействующей скорости течения реки и скорости судна (с блока 15). Сигнал, пропорциональный произведению указанных величин с выхода умножителя поступает на вход делителя 18, коэффициент деления которого пропорционален периоду следования импульсов блока 5. Изменение коэффициента деления производится сигналом, поступающим с выхода измерителя 17 на управляющий вход делителя 18.

С выхода делителя 18 на вход блока

19 интегрирования поступает сигнал, процорциональный расходу воды в элементе площади сечения русла реки, ограниченном двумя вертикалями, проходящими через точки, в которых находилась гидрометрическая вертушка 4 в моменты по« ступления с контактного блока 5 данного и предыдущего четного импульса.

После прекращения движения судна по гидроствору в блоке 19 интегрирова" ния получают значение расхода воды в реке, которое представляется на индикаторе 20.

Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет снижения потерь в результате более точного учета расхода воды в реках при проекти

5 90Л7 ровании и эксплуатации гидроэлектростанций и других промышленных объектов, а такие за счет увеличения безотказности и срока службы устройства и автоматиза- ции расчетов.

Фор мула изобретения

l. Устройство для измерения расхода f0 воды в реке, содержащее гидрофлюгер, состоящий иэ штанги с пером, гидрометрической вертушки с контактным блоком и датчика угла поворота оси вертушки, эхолот с вибратором, закрепленным на 1s штанге, и индикатор, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фазовращатель, соединенный с датчиком угла по,ворота оси вертушки, триггер, соединен- о иый с контактным блоком, селектор, соединенный с выходом передатчика и приемника эхолота, блок интегрирования, соединенный с индикатором, функциональный преобразователь, умножитель, измеритель периода импульсов вертушки и делитель, причем фазовращатель через функциональный преобразователь соединен с первым входом умножителя, кото05 рый своим управляющим входом соединен с триггером, а вторым входом соединен с селектором и выходом — со счетным входом делителя, соединенного с блоком интегрирования, а второй выход триггера через измеритель периода импульсов вертушки соединен с управляющим входом делителя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю «ь щ е е с я тем, что датчик угла поворота оси вертушки выполнен в виде индукционного преобразователя, чувствительного к горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли, а на штанге в непосредственной близости от индукционного преобразователя уста новлен диск иэ магнитомягкого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l.Snoot G.t-.,ФКяак С.Е.Меам еичатЬ ох 9iscNarqe Ьз Ие tnovinj-boat tneОюд. Techniques о1 mater гевоогсее

1ичеМлр а11о а. о1 1Ие Одйе4 QeofogjгаГ богvev,3969, С и: А и, b3.,pË-22.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 279438l/l8-10, 09.03. 80 (прототип) .

Составитель В. Клещевников

Редактор Н. Данкулич Техред А.Вабинец. Корректор Н. Швыдкая

Заказ 98/22 Тирвк 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4