Электрическое устройство измерения плотности жидкости в гидродинамической трубе

 

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано при исследовании различных летательных аппаратов в гидродинамических трубах, а также в различных отраслях народного хозяйства, где необходимо исследовать турбулентности жидкостей в трубопроводах или замкнутых помещениях. Техническим результатом изобретения является получение объективной картины распределения давления жидкости, обтекающей обдуваемый предмет в гидродинамической трубе. Устройство состоит из генератора импульсов задающей частоты делителя напряжения, счетчика управляющих импульсов, мультиплексора продольных контактов, мультиплексора поперечных контактов, согласующего устройства, аналого-цифрового преобразователя, устройства индикации, гидродинамической трубы обдуваемого объекта, решетки в виде рамки - датчика давлений. 2 ил.

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано при исследовании различных летательных аппаратов в гидродинамических трубах, а также в различных отраслях народного хозяйства, где необходимо исследовать турбулентности жидкостей в трубопроводах или замкнутых помещениях.

Известно устройство, содержащее два емкостных датчика, подключенных к генератору импульсов тока и блоку обработки электрических сигналов с генератором импульсов тока прямоугольной формы с постоянными амплитудой тока и его длительностью и стабильной частотой подачи (см. RU 2027162 C1, кл. G 01 N 9/00, 1995 г.).

Недостатком данного устройства является недостаточная точность. Нет возможностей иметь объемную картину распределения давления по всем трем осям. Нет конкретных значений давлений в каждой точке сорвавшегося потока жидкости.

Задачей данного изобретения является получение объективной картины распределения давления жидкости "обдуваемого" объекта в гидродинамической трубе по всем трем осям - получение объемного изображения турбулентности.

Решение указанной задачи достигается использованием свойства жидкости изменять свое электрическое сопротивление при изменении давления.

Чувствительность проводниковых и полупроводниковых материалов к давлению окружающей среды характеризуется барическим коэффициентом Этот эффект для металлов сказывается лишь при очень высоких давлениях (больше 10⁸ Па). В данном изобретении в качестве измеряемых сопротивлений используются сопротивления участков, движущейся в неопределенном потоке жидкости, а характеристикой, воздействующей на изменения, сопротивления будет не атмосфера, а уплотнения потока жидкости. Поэтому, в данном случае, коэффициент K_р будет достигать более 10⁵, что позволяет по измерениям сопротивления в различных точках потока судить о плотности.

В качестве датчиков используется решетка 1 (фиг. 1), которая состоит из продольных 5 и поперечных 6 проводников. Проводники натягиваются на расстоянии 5 мм друг от друга по высоте и перпендикулярно по направлению. Концы проводников соединяются с мультиплексорами 3 продольных и 2 поперечных. При протекании жидкости сквозь решетку 1 мультиплексоры, по сигналам управления, будут подключать по одному проводнику к системе измерения. Пример: мультиплексор 2 коммутирует шестой проводник, а мультиплексор 3 коммутирует седьмой проводник. Производится измерение сопротивления между точками A и B и т.д.

Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов 7 (фиг. 2) вырабатывает последовательность импульсов. Делитель частоты 8 делит последовательность импульсов в необходимой для измерения и управления пропорции. Счетчик импульсов 9 преобразует последовательность импульсов в двоичный код, необходимый для управления мультиплексорами 2 и 3, который подключают участки сетки для измерения сопротивления через согласующее устройство 10 к аналого-цифровому преобразователю 11. С АЦП сигнал сопротивления индицируется на индикаторе 12.

Сигнал на мультиплексоры поступает с датчика-решетки в виде рамки 1, установленной в гидродинамической трубе 13, в которой установлена исследуемая модель 14.

Данное устройство позволяет расширить диагностические возможности вращающегося срыва набегающего потока в моделях, предназначенных для натурного испытания.

Формула изобретения

Электрическое устройство измерения плотности жидкости в гидродинамической трубе, включающее датчики сопротивления, генератор импульсов тока, отличающееся тем, что содержит средство для формирования набегающего потока жидкости, обтекаемое тело, а датчик сопротивления выполнены в виде решетки-рамки, представляющей собой каркас с закрепленными электрически независимо в продольном и поперечном направлении на расстоянии не более 5 мм проводниками, концы которых соединены с мультиплексорами, а также последовательно соединенные с генератором импульсов делитель частоты, счетчик, выходы которого соединены с входами мультиплексорами продольных и поперечных проводников, выходы которых соединены с входами согласующего устройства, выход которого связан с последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем и устройством индикации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2