УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ ЖИДКОСТИ

Устройство для определения поля скоростей жидкости
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения скоростей и распределения поля скоростей жидкости в различных элементах гидравлических систем.
Известно устройство для измерения расхода фаз газожидкостной смеси без сепарации потока за счет обеспечения получения информации о скорости, размерах и количестве частиц в газожидкостном потоке. Устройство включает лазерный источник света, передающий объектив, состоящий из делителя луча и линзовых систем, приемный объектив и блок обработки сигналов. Дополнительно оно снабжено защитным окном, выполненным из прозрачного материала, например кварцевого стекла. В блок обработки введены узлы регистрации длительностей импульсов рассеянного света первого и второго счетных объемов и узел регистрации интенсивности импульсов рассеянного света, которые соединены с узлом регистрации задержки между импульсами рассеянного света первого и второго счетных объемов. При этом блок обработки подключен к измерителю. Для осуществления способа измеряют скорости частиц различного размера двумя лучами, формирующими в газовом потоке два счетных объема, расстояние между которыми составляет базу измерения. Затем регистрируют двумя фотоприемниками моменты пролета частицами границ счетных объемов, измеряют длительности импульсов и интенсивности рассеянного частицами света и регистрируют количество частиц в газовом потоке ( RU 2140525 1).
Недостатком известного устройства является невозможность его использования для определения скоростей жидкостного потока не содержащего каких-либо включений. Устройство обладает невьюокой достоверностью измерений, т.к. скорость перемещения включений в потоке отличается от скорости самого потока изза сопротивления этих включений перемещению.
Известен измеритель для бесконтактного дистанционного измерения скорости потоков жидкости и газов, а также твердых и диффузно отражающих объектов. Измеритель содержит оптически согласованные лазер, цилиндрический объектив, расщепитель лазерного пучка и объектив, фотоприемник и электронный блок измерения скорости. Объектив выполнен в виде осесимметричного двухфокусного
киноформного оптического элемента, состоящего из расположенных в одной плоскости длиннофокусного фокусирующего и короткофокусного приемного киноформов, в котором приемный киноформ расположен на оптической оси измерителя скорости, а фокусирующий киноформ занимает два фрагмента общей площади приемного киноформа, расположенных симметрично относительно его оси и ограниченных по площади апертурами проходящих через него лазерных пучков. (RU 2144194 2)
Недостатком известного устройства является необходимость использования для определения скоростей жидкостного потока каких-либо включений, отражающих лазерное излучение. Устройство обладает невысокой достоверностью измерений, т.к. скорость перемещения включений в потоке отличается от скорости самого потока из-за сопротивления этих включений перемещению.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является, устройство для определения поля потока скоростей жидкости, известное из SU 1193588 3. Известное устройство содержит прозрачную емкость с фотохромной жидкостью, которая находится в поле зрения кинокамеры и освещается импульсным лазером, снабженным оптической формирующей системой.
Недостатком известного устройства является низкая производительность проведения исследований и малая информативность получаемых данных. Это обусловлено тем, что с помощью оптической формирующей системы создается линейная цветовая метка, перемещение которой фиксируется с помощью кинокамеры. В результате получают информацию о поле скоростей вдоль этой линии. Чтобы получить информацию о распределении скоростей во всем объеме исследуемого объекта необходимо последовательно создавать линейные метки в выбранной плоскости и фиксировать их перемещение, что требует значительного времени.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство для определения поля скорости жидкости направлено на повышение информативности получаемых данных и повышение производительности проведения исследований.
Указанный результат достигается тем, что устройство для определения поля скорости жидкости, содержит заполненный фотохромной жидкостью и снабженный насосом замкнутый контур, в состав которого включен размещенный в поле зрения видео- или кинокамеры исследуемый гидравлический элемент, выполненный из прозрачного материала, и освещающий этот элемент импульсный
лазер, снабженный оптической формирующей системой, выполненной из цилиндрических линз.
Использование заполненного фотохромной жидкостью и снабженного насосом замкнутого контура, в состав которого включен размещенный в поле зрения видео- или кинокамеры исследуемый гидравлический элемент позволяет создавать в исследуемом элементе различные режимы движения жидкости и фиксировать распределение поля скоростей. Использование импульсного лазера, снабженного оптической формирующей системой, выполненной из цилиндрических линз позволяет формировать не линейную метку как в 3, а плоскую, перекрывающую все поперечное сечение исследуемого гидравлического элемента. А это позволяет зафиксировать поле скоростей по объему исследуемого элемента создав одну метку, что существенно повышает производительность измерений.
Сущность заявленного устройства поясняется примером его реализации и чертежом, на котором представлена принципиальная блок-схема устройства.
Устройство для определения поля скорости жидкости, содержит заполненный фотохромной жидкостью замкнутый контур 1 снабженный насосом 2, который может быть выбран из числа известных. В состав контура включен размещенный в поле зрения видео- или кинокамеры 3 исследуемый гидравлический элемент 4, выполненный из прозрачного материала, например из оргстекла. Устройство снабжено освещающим этот элемент импульсным лазером 5, снабженным оптической формирующей системой б, выполненной из цилиндрических линз. Все элементы, входящие в состав устройства выбираются из числа известных.
Устройство для определения поля скорости жидкости работает следующим образом. Контур 1 заполняется фотохромной жидкостью требуемого состава и включается насос 2 с производительностью, обеспечивающей выбранный режим в исследуемом объекте(.гидравлическом элементе) 4. После выхода устройство на устоявшийся режим, импульсом лазера 5 создается цветная метка, которая, благодаря формирующей системе 6, выполненной из цилиндрических линз, получается плоской, перекрывающей все сечение гидравлического элемента 4. После создания метки включается видео- или кинокамера 3 , которая фиксирует перемещение и изменение формы метки в исследуемом гидравлическом элементе 4 при прохождении жидкости через него.
313 /кг/