Способ определения скорости ветра

Способ определения скорости ветра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«»987555

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ив

Соцнвпистичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. санд- ву (22)Заявлено 23.10,80 (21) 2996464/18-10 с присоединением заявки М 2996463/18-10 (5l)N. Кл.

G 01 И 1/00

G 01 P 5/02

Гееудврстееввый кемктет

СССР

Юв девам взееретеккк и еткрытий (23) Приоритет

Ъ

Опубликовано 07,01.83. Бюллетень J4 (53) УД К551 ° 508..5(088.8) Дата опубликования описания 07.01,83

В.M Бараненков, P,Í.Беркутов, .И.БойковЦ*...",Б;. Н;,Бол урцев и В.А.Рыжков 7- ;:

1 у

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА ветра t 11.

Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии и может быть использовано для определения скорости ветра в широком диапазоне измерений.

Известны способы определения скорости ветра, основанные на преобразовании энергии аэродинамического давления в угловое перемещение измерительной оси ветроприемника. В этих способах применяют вращающиеся чашечные приемники скорости, по скорости вращения которых определяют скорость

Недостатком этих способов является то, что в них используются инерционные звенья (вращающиеся чашечные ветроприемники) и отсутствует учет динамических характеристик этих инерционных звеньев, в результате чего вносятся искажения в измерении скорости ветра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения скорости ветра путем воздействия потока воздуха на обращенную выпуклой стороной к

5 ветру полусферическую чашку, измерения ее перемещения в осевом направлении и определения по измеренному перемещению скорости ветра 2).

Известный способ измерения скорости ветра не обеспечивает высокой точности измерения в широком диапазоне скоростей ветра, особенно при малых значениях скорости.

Целью йзобретения .является повышение точности определения скорости ветра.

Поста вленная цель дости гае тся тем, что согласно способу определено ния скорости ветра путем воздействия потока воздуха на обращенную выпуклой стороной к ветру полусферическую чашку, измерение ее перемещеР„=С рва, 3 98755 иия в осевом направлении и определения по измеренному перемещению скорости ветра, измерение перемещения полусферической чашки производят при одновременном дополни тельном воздействии на ее вогнутую сторону того же потока, повернутого с помощью неподвижной полусферической чашки, расположенной в потоке и обращенной вогнутой стороной к ветру. 1ч

На фиг. 1 дана кинематическая схема устройства для определения скорости ветра, на фиг, 2 - схема устройства для определения скорости ветра. 15

Анеморумбометр имеет ветроприемник 1, выполненный в виде неподвижной полусферической чашки 2, являющеися отражателем, на .вогнутой стороне которого смонтированы компенсационный датчик 3 силы (давления) и чашка полусферическая 4, установлен-, ная в фокусе отражателя 2 и вогнутой частью прикрепленная к мембране 5 компенсационного датчика 3.

2S

Отражатель 2, компенсационный датчик

3 и полусферическая чашка 4 имеют общую горизонтальную ось АВ. Площадь отражателя 2 выбрана больше площади полусферической чашки 4. Отражатель

2 закреплен на кронштейне 6, имеющем противовес 7 и вал 8, который для обеспечения свободного вращения вокруг вертикальной оси CD установлен на подшипниках 9 и 10. С валом 8 кинематически связан датчик 11 исходного направления, который подключен к измерителю 12 направления ветра.

Иембрана 5 прикреплена к корпусу 13 компенсационного датчика 3. На мемб40 ране 5 установлена обмотка 14, подключенная к усилителю 15. В обмотку, 14 помещен постоянный магнит 16, прикрепленный к корпусу 13.

На торцовых. сторонах обмотки 14 и магнита 16 установлены пластины 17 конденсатора, включенные в схему усилителя 15. B цепь обмотки 14 включен измеритель 18 выходного электрического сигнала, отградуированный в единицах скорости ветра (измеритель скорости ветра), Полусферическая чашка 4 и обмотка 14 уравновешены относительно центра мембраны 5.

Анеморумбометр работает следующим образом, Под воздействием измеряемого потока ветроприемник 1 располагается так, 5 4 что отражатель 2 обращен навстречу ветру своей вогнутой стороной, а ось

АВ совпадает с направлением ветра, По значению выходного сигнала, вырабатываемого датчиком 11 исходного направления, с помощью измерителя 12 определяется направление ветра.

Под действием ветра полусферическая чашка 4 стрвмится к перемещению навстречу ветру, так как давление на ее выпуклой и вогнутой сторонах неодинаково. Давление на выпуклой стороне ввиду ее хорошей обтекаемости значительно меньше, чем на вогнутой стороне, которая обращена к отражателю 2. Поэтому со стороны отражателя 2 на полусферическую чашку

4 действует большая сила, чем со стороны действия ветра. Сила давления, которое от ветра испытывает полусферическая чашка 4 своей выпуклой стороной равна где С вЂ” коэффициент, зависящий от формы выпуклой поверхности чашки 4;

- плотность воздуха, - площадь чашки, И - скорость ветра.

Сила давления, которое от отраженноro отражателем 2 потока испытывает полусферическая чашка 4 своей вогнутой стороной, равна Р =, Р где C - коэффициент, зависящий от формы вогнутой поверхности чашки 4.

Разность давлений на выпуклой и вогнутой поверхностях полусферической чашки 4 можно представить как

ЬР= Р -Р„=Р5% C.C -С1) 9)

Из выражения (31 следует, что полусферическая чашка 4 стремится переместиться навстречу потоку с силой, пропорциональной квадрату скорости ветра.

Сила ЬР вызывает перемещение на некоторую величину мембраны 5.

Это перемещение на пластинах 17 конденсатора преобразует ся в эле кт рический сигнал, который, поступая в усилитель 15, вызывает увеличение напряжения питания обмотки 14, Ток, проходя через обмотку 14, создает усилие, компенсирующее силуэт Р, По зна5 981555 6 чению этого тока с помощью и»мери- л и ч а ю шийся тем, что, с цетеля 18 определяется скорость ветра. лью повышения точности, измерение

Предложенный способ определения перемещения полусферической чашки скорости ветра позволяет повысить производят при одновременном допол точность измерения.в широком диапазо- s нительном воздействии на ее вогнутую не скоростей ветра, особенно при ма- сторону того же потока, повернутого лых значениях скоростей, с помощью неподвижной полусферической чашки, расположенной в потоке и обращенной вогнутой стороной к ветФормула изобретения Е ру, Способ определения скорости ветра путем воздействия потока воздуха на обращенную выпуклой стороной к ветру полусферическую чашку, измерения ее перемещения в осевом направлении и определения по измеренному перемещению скорости ветра, о тИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Кедроливанский В.Н „Иетеорологические приборы. Л., Гидрометеои»дат, 1947, с. 352-353.

2. Авторское свидетельство СССР и 182422, кл. С 01 P 5/02, 25.05.66 (прототип), 987555

Заказ 1 9 3 ираж 70 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д, 4/5 атент, r, жгород, ул. роектная, иал

Составитель В,Агапова

Редактор А.Шандор Техред А. Бабинец Корректор И, Коста