ДАТЧИК С ОСЦИЛЛИРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЕРЕХОДА ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ

1. Датчик (10) состояния потока для обнаружения состояния потока вблизи тела (16), на которое набегает поток (12), содержащий по меньшей мере одно устройство (20) для детектирования частот, выполненное с возможностью обнаружения по меньшей мере одной заранее заданной характеристической частоты, которая является характеристикой состояния потока, при этом устройство (20) для детектирования частот содержит по меньшей мере один осциллирующий элемент (22, 22а, 22b, 22с), который возбуждается потоком (12) до резонансного колебательного движения (30) и имеет резонансную частоту или частоту собственных колебаний, адаптированную к указанной заранее заданной характеристической частоте, в частности, соответствующую указанной заранее заданной характеристической частоте.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что содержит множество осциллирующих элементов (22а, 22b, 22с), имеющих различные резонансные частоты или частоты собственных колебаний, для детектирования множества различных характеристических частот.
3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один осциллирующий элемент (22а, 22b, 22с) установлен на гибкой пленочной или листовой подложке (64).
4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один осциллирующий элемент (22, 22а, 22b, 22с) сконфигурирован с возможностью установки на поверхность (14) тела (16), на которое набегает поток, при этом указанная поверхность (14) подвергается воздействию потока (12).
5. Датчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он содержит мембрану (48), на которую может набегать поток (12) и которая соединена с устройством (20) для детектирования частот или является частью устройства (20) для детектирования частот, для обнаружения колебаний, возбуждаемых потоком (12).
6. Датчик по п.5, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один осциллирующий элемент (22, 22а, 22b, 22с) соединен с обратной по отношению к потоку (12) стороной (46) мембраны (48) или расположен на обратной по отношению к потоку (12) стороне (46) мембраны (48).
7. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит управляемый блок (42) демпфирования для управления демпфированием и/или для неподвижного закрепления указанного по меньшей мере одного осциллирующего элемента (22, 22а, 22b, 22с) и/или ограничительное устройство (44) для ограничения амплитуды колебаний указанного по меньшей мере одного осциллирующего элемента (22, 22а, 22b, 22с).
8. Датчик по п.1, отличающийся тем, что устройство (20) для детектирования частот содержит генератор (32) энергии для преобразования механической энергии колебаний, возбуждаемых заранее заданной частотой, в пригодную для использования электрическую энергию.
9. Датчик по п.8, отличающийся тем, что энергия колебаний генерирует электрический сигнал, который является показателем неламинарного состояния потока.
10. Датчик по п.8 или 9, отличающийся тем, что он содержит элемент (38) памяти емкостью по меньшей мере один бит, состояние которого может быть изменено посредством генератора энергии.
11. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью беспроводного соединения с устройством (40) обработки данных для считывания информации.
12. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит демпфирующее устройство (52) для уменьшения или исключения передачи колебаний от тела (16) устройству (20) для детектирования частот.
13. Датчик по п.1, отличающийся тем, что осциллирующий элемент имеет резонансную частоту или частоту собственных колебаний, большую, чем 1 кГц, предпочтительно меньшую, чем 30 кГц, наиболее предпочтительно меньшую, чем 10 кГц.
14. Датчик по п.1, отличающийся тем, что осциллирующий элемент имеет удлиненную форму, неподвижно закреплен на одном конце, при этом другой, свободный, конец осциллирующего элемента может совершать резонансное колебательное движение.
15. Датчик по п.14, отличающийся тем, что осциллирующий элемент имеет длину менее 2 мм.
16. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит средство для обнаружения резонансного колебательного движения осциллирующего элемента и генерирования выходного сигнала, который является показателем определенного состояния потока вблизи тела при обнаружении резонансного колебательного движения.
17. Устройство (62) для измерения потока, выполненное с возможностью обнаружения состояния потока вблизи тела (16), на которое набегает поток (12), отличающееся тем, что оно содержит матрицу, состоящую из множества датчиков (10) состояния потока, охарактеризованных в любом из предшествующих пунктов, выполненных с возможностью обнаружения состояния потока с пространственным разрешением во множестве точек измерения, расположенных на расстоянии друг от друга на теле (16), на которое набегает поток.
18. Компонент (18), на который может набегать поток, в особенности воздушное судно или модель воздушного судна, предназначенная для испытаний в аэродинамической трубе, отличающийся тем, что на поверхности (14) компонента (18) или заподлицо с поверхностью (14) компонента (18) расположен датчик (10) состояния потока, охарактеризованный в любом из пп.1-16, или устройство (62) для измерения потока, охарактеризованное в п.17, при этом на указанную поверхность (14) может набегать поток (12).
19. Способ изготовления датчика (10) состояния потока, охарактеризованного в любом из пп.1-16, или устройства (62) для измерения потока, охарактеризованного в п.17, в котором для изготовления по меньшей мере устройства (20) для детектирования частот используют технологию микротехники.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что устройство (20) для детектирования частот изготавливают на гибкой листовой подложке (64).
21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что осцилляционные характеристики и/или частоту собственных колебаний механического осциллирующего элемента (22, 22а, 22b, 22с) устройства (20) для детектирования частот устанавливают путем адаптации геометрии осциллирующего элемента (22, 22а, 22b, 22с) и/или путем нанесения по меньшей мере одного слоя материала на осциллирующий элемент (22, 22а, 22b, 22с).
22. Способ измерения для определения состояния потока вблизи тела (16), на которое может набегать поток (12), отличающийся тем, что используют по меньшей мере один датчик (10) состояния потока, охарактеризованный в любом из пп.1-16, для обнаружения двух состояний потока, именно, ламинарного состояния, в котором поток является ламинарным, и неламинарного состояния, в котором поток является неламинарным.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что устройство (20) для детектирования частот настраивают на обнаружение частоты, типичной для неламинарного состояния потока, причем при обнаружении типичной частоты фиксируют неламинарное состояние потока, а при отсутствии обнаружения типичной частоты фиксируют ламинарное состояние потока.
24. Способ по п.22, отличающийся тем, что неламинарное состояние потока представляет собой полностью турбулентное состояние потока.
25. Способ по одному из пп.22-24, отличающийся тем, что определяют наличие резонансного колебательного движения осциллирующего элемента и обеспечивают генерирование выходного сигнала, который является показателем неламинарного состояния потока вблизи тела при обнаружении резонансного колебательного движения.