Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мои изобретения
.pdf
91
тельного приемника полного давления и уменьшение чувствительности при измерении малой воздушной скорости летательного аппарата.
Технический результат – повышение чувствительности при измерении малой воздушной скорости летательного аппарата.
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известный приемник воздушного давления содержит корпус с проточным каналом в виде соединенных между собой круглых конических конфузора и диффузора, узкие части
которых расположены с зазором, образующим щель для отбора давления, кромку широкой части конфузора с радиусом затупления, составляющим 0,2 диаметра его узкой части, длину конфузора равной
диаметру его узкой части, углы раствора конфузора и диффузора
45÷50 и 8÷10, соответственно.
Особенностью является то, что в корпусе приемника выполнен
второй проточный канал, аналогичный первому, при этом диаметры
узких частей диффузоров первого и второго проточных каналов одинаковые и равны диаметру узкой части конфузора первого проточного канала, диаметр узкой части конфузора второго проточного канала
меньше диаметра узкой части конфузора первого проточного канала,
щель за конфузором первого проточного канала предназначена для
отбора давления P1, а щель за конфузором второго проточного канала
предназначена для отбора давления P2.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1
представлена схема приемника в разрезе, на фиг. 2 – зависимость изменения коэффициента проточного приемника давления от отношения диаметров узких частей конфузорного и диффузорного участков,
на фиг. 3 – зависимости коэффициентов проточных приемников от
скорости воздушного потока, на фиг. 4 – зависимость чувствительности предлагаемого приемника воздушных давлений от скорости
потока.
92
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3 Фиг. 4
93
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Корпус 1 (фиг. 1) содержит первый проточный канал 2, образованный конфузором 3 и выходным диффузором 4. Узкие части конфузора 3 и диффузора 4 расположены с зазором, образующим щель 5
для отбора давления P1, соединенную пневмотрассой 6 с регистрирующим прибором.
Второй проточный канал 7 образован конфузором 8 и выходным
диффузором 9. Узкие части конфузора 8 и диффузора 9 расположены
с зазором, образующим щель 10 для отбора давления P2, соединенную
пневмотрассой 11 с регистрирующим прибором.
Характеристики таких приемников воздушных давлений во многом определяются гидравлическими потерями в проточном канале.
Наименьшие гидравлические потери обеспечивают наибольшую чувствительность к скорости, наименьшую чувствительность к скосу потока и приемлемую повторяемость характеристик приемника.
Минимальные гидравлические потери в проточном канале обеспечиваются, если канал содержит следующие элементы: входной коллектор с радиусом R = 0,2D (см. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.: Машиностроение, 1975. – 559 с.,
стр. 93, 103, диаграмма 3-4), переходящий в конический конфузор с
углом сужения 45÷50, с диаметром узкой части D и длиной сужающего участка l = D (см. там же, стр. 94, 105, диаграмма 3-7); диффузор
с углом расширения 8÷10, начинающийся от щели отбора давления
(см. там же, стр. 154, 174÷177, диаграмма 5-2).
В предлагаемом приемнике воздушных давлений кромки широких частей конфузоров 3, 8 выполнены с радиусом затупления
R = 0,2D, где D – диаметр узкой части конфузора 3. Длина l конфузоров 3, 8 равна диаметру D узкой части конфузора 3. Углы α1 раствора
94
конфузоров 3, 8 составляют 45÷50. Углы α2 раствора диффузоров 4, 9
составляют 8÷10. Диаметры D1 узких частей диффузоров 4, 9 одина-
ковые и равны диаметру D узкой части конфузора 3, диаметр D2 узкой
части конфузора 8 меньше диаметра D узкой части конфузора 3.
Комбинированный приемник воздушных давлений работает следующим образом.
При движении летательного аппарата измеряемый поток воздуха
ускоряется в конфузоре 3 проточного канала 2, при этом давление потока уменьшается. Так как параметры проточного канала 2 имеют
минимальные гидравлические потери, то давление P1 в зоне щели 5
отбора давления будет минимальным.
Аналогично, в проточном канале 7 поток также ускоряется, но так
как в этом канале D
< D
2
, то гидравлические потери больше и давле-
1
ние P2 в зоне щели 10 отбора давления будет больше, чем давление P1.
В результате разность ΔP давлений (P
– P
2
), отбираемых из щелей
1
10, 5, больше нуля и зависит от скорости воздушного потока.
Результаты экспериментального исследования прототипа приведены на фиг. 2 и фиг. 3, где 12 – зависимость изменения Δm2 коэффициента проточного приемника давления от отношения диаметров
D/D1 узких частей конфузорного и диффузорного участков; 13 – зависимость коэффициента m2 проточного приемника от скорости воздушного потока при D = D1. Исследования показали, что при уменьшении отношения D/D1 (фиг. 2, зависимость 12) коэффициент m2 проточного приемника увеличивается, что приводит к уменьшению чувствительности по скорости. Наибольшую чувствительность по скорости имеет проточный приемник, у которого D = D1. При скорости менее 40 км/час (фиг. 3, зависимость 13) наблюдается увеличение коэффициента m2 проточного приемника, что приводит к уменьшению
чувствительности известных приемников при измерении малой воздушной скорости летательного аппарата.
95
Результаты экспериментального исследования опытного образца
приемника воздушных давлений с проточными каналами 2 и 7
(фиг. 1) приведены на фиг. 3 и фиг. 4, где 13 – зависимость коэффициента m
D = D1; 14 – зависимость коэффициента m
2
проточного канала 2 от скорости воздушного потока при
1
2
проточного канала 7 от
2
скорости воздушного потока при D
< D; 15 – зависимость чувстви-
2
тельности предлагаемого комбинированного приемника воздушных
давлений от скорости потока.
Зависимости разности полного давления Pп и давлений P1, P2 в узких сечениях 5, 10 проточных каналов 2, 7 от скорости потока и ко-
2
эффициентов m
1
Pп – P1 = ρV2/(2m
где ρ – плотность воздуха, V – скорость воздушного потока, m
2
, m
можно записать в виде
2
2
); Pп – P2 = ρV2/(2m
1
2
),
2
2
2
, m
1
–
2
коэффициенты проточных каналов 2, 7.
Тогда разность ΔP давлений (P
– P
2
), отбираемых из щелей 10, 5,
1
может быть представлена в виде
ΔP = P2 – P1 = KρV2/2,
где K = (m
2
2
– m
2
1
)/(m
2
2
m
2
) – чувствительность комбинированного
1
приемника воздушных давлений.
Так как D
< D, то конфузор 8 при одной и той же скорости воз-
2
душного потока работает при меньшем числе Рейнольдса, нежели
конфузор 3. В результате в проточном канале 7 гидравлические потери при уменьшении скорости потока растут быстрее, чем в проточном
канале 2, последнее приводит к более интенсивному возрастанию коэффициента m
2
по отношению к коэффициенту m
2
2
.
1
Таким образом, чувствительность предлагаемого комбинированного приемника воздушных давлений при уменьшении скорости потока возрастает (фиг. 4, зависимость 15).
Исследования показали, что предлагаемый комбинированный
приемник воздушных давлений не требует наличия приемника полно-
96
го давления и имеет более высокую чувствительность при измерении
малых скоростей по сравнению с существующими приемниками воздушных давлений.
Предлагаемый комбинированный приемник воздушных давлений
может найти применение на транспорте для измерения скорости летательного аппарата, например, вертолета.
Формула полезной модели
Комбинированный приемник воздушных давлений, содержащий
корпус с проточным каналом в виде соединенных между собой круглых конических конфузора и диффузора, узкие части которых расположены с зазором, образующим щель для отбора давления, кромку
широкой части конфузора с радиусом затупления, составляющим 0,2
диаметра его узкой части, длину конфузора, равной диаметру его уз-
кой части, углы раствора конфузора и диффузора 45÷50 и 8÷10, соответственно, отличающийся тем, что в корпусе приемника выполнен
второй проточный канал, аналогичный первому, при этом диаметры
узких частей диффузоров первого и второго проточных каналов одинаковые и равны диаметру узкой части конфузора первого проточного канала, диаметр узкой части конфузора второго проточного канала
меньше диаметра узкой части конфузора первого проточного канала,
щель за конфузором первого проточного канала предназначена для
отбора давления P1, а щель за конфузором второго проточного канала
предназначена для отбора давления P2.
№ 148666. Газоразрядный преобразователь давления
МПК G01L 11/00 (2006.01). Заявка: 2014116001/28, 21.04.2014.
Опубликовано 10.12.2014. Бюллетень № 34.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный технический университет»
97
Полезная модель относится к области измерительной техники,
а именно к электроразрядным устройствам, измеряющим давление
газов, и может быть использована для измерения барометрической
высоты.
Известны устройства для измерения давления газов, основанные
на функциональной зависимости значения пробивного напряжения от
давления газовой среды, содержащие электрический разрядник и выходной контур (см. авт. свид. СССР № 131527, класс 42k, 1404,
Б.И. № 17, 1960).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства для
измерения давления газов, относится ограниченный срок работы
вследствие интенсивного износа электродов разрядника.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному газоразрядному преобразователю давления по совокупности признаков является устройство для измерения давления газов, содержащее электрический разрядник, подключенный к вторичной обмотке
высоковольтного трансформатора, параллельно первичной обмотке
которого включен переход эмиттер–коллектор шунтирующего транзистора, база которого соединена с выходом ждущего мультивибратора, запускаемого падением напряжения на цепочке RC в начальный
момент пробоя, которая включена в разрядный контур, а в цепь первичной обмотки трансформатора последовательно включен отсекающий диод. Выходной контур содержит дополнительную обмотку
трансформатора, подключенную через выпрямитель и фильтр к индикатору (см. авт. свид. СССР № 286301, G01L 11/00, Б.И. № 34, 1970) и
принятое за прототип.
Благодаря автоматическому поддержанию тока газового разряда
на заданном уровне ограничивается износ электродов, что приводит к
увеличению срока работы устройства для измерения давления газов.
98
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного устройства для измерения
давления газов, принятого за прототип, относится отсутствие гальванической развязки входа ждущего мультивибратора от импульсов высокого напряжения в цепи электрического разрядника.
Технический результат – гальваническая развязка входа ждущего
мультивибратора от импульсов высокого напряжения в цепи электрического разрядника.
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известное устройство для измерения
давления газов содержит электрический разрядник, подключенный
через RC цепочку к высоковольтному блоку, выходное напряжение
которого регулируется схемой управления, соединенной с ждущим
мультивибратором и выходным контуром.
Особенностью является то, что в цепи управления ждущим мультивибратором включен радиоприемник электромагнитного излучения
газового разряда.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена функциональная схема газоразрядного преобразователя
давления.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Газоразрядный преобразователь давления содержит электрический разрядник 1, размещенный в газовой среде, давление P которой
99
подлежит измерению, подключенный через резисторы 2, 3 и накопительный конденсатор 4 к выходу высоковольтного блока 5. Выход
схемы управления 6 подключен к входам высоковольтного блока 5 и
выходного контура 7. К входу схемы управления 6 подключен выход
ждущего мультивибратора 8. К входу ждущего мультивибратора 8
подключен выход радиоприемника 9 электромагнитного излучения
газового разряда. К входу радиоприемника 9 подключена антенна 10,
воспринимающая электромагнитное излучение при пробое электрического разрядника 1.
Газоразрядный преобразователь давления работает следующим
образом.
При включении преобразователя давления начинает расти напряжение U на выходе высоковольтного блока 5. От этого источника высокого напряжения через резистор 3 заряжается накопительный конденсатор 4. Напряжение на электродах разрядника 1 возрастает.
При достижении напряжения пробоя конденсатор 4 разряжается через
резистор 2 и межэлектродный промежуток электрического
разрядника 1.
Электромагнитное излучение разрядника 1 воспринимается антенной 10 радиоприемника 9. Продетектированный сигнал с выхода
приемника 9 поступает на вход ждущего мультивибратора 8 и открывает его. Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 8 поступает на
вход схемы управления 6 высоковольтного блока 5. Под действием
этого сигнала напряжение U на выходе высоковольтного блока 5 начинает уменьшаться. Начавшийся газовый разряд на электродах разрядника 1 прекращается.
После прекращения газового разряда начинает расти напряжение
U на выходе высоковольтного блока 5 и процесс повторяется. В выходном контуре 7 формируется низковольтное напряжение постоянного тока, пропорциональное пробойному напряжению на электродах
100
разрядника 1, т. е. пропорциональное давлению P газовой среды, в которой помещен разрядник 1.
Предлагаемый газоразрядный преобразователь давления может
найти применение на транспорте для измерения барометрической высоты летательного аппарата.
Формула полезной модели
Газоразрядный преобразователь давления, содержащий электрический разрядник, подключенный через резисторы и накопительный
конденсатор к выходу высоковольтного блока, схему управления,
ждущий мультивибратор и выходной контур, отличающийся тем,
что к входу ждущего мультивибратора подключен выход радиоприемника.
№ 154477. Газоразрядный датчик давления
МПК G01L 11/00 (2006.01). Заявка: 2015109039/28, 13.03.2015.
Опубликовано 27.08.2015. Бюллетень № 24.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный технический университет»
Полезная модель относится к области измерительной техники,
а именно к электроразрядным устройствам, измеряющим давление газов, и может быть использована для измерения барометрической
высоты.
Известны устройства для измерения давления газов, основанные
на функциональной зависимости значения пробивного напряжения от
давления газовой среды, содержащие электрический разрядник и выходной контур (см. авт. свид. СССР № 131527, класс 42k, 1404, Б.И.
№ 17, 1960).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства для
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]