Струйно-акустический датчик температуры

Струйно-акустический датчик температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий входное сужающееся сопло с профилированным насадком, цилиндрический резонатор, размещенный напротив входного сужающегося сопла, и преобразователь пульсаций давления, размещенные в камере с выходными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, камера снабжена регулируемым по длине цилиндрическим насадком , соосным с входным соплом и цилиндрическим резонатором, при этом преобразователь пульсаций давления установлен на глухом конце цилиндрического насадка, а выходные отверстия выполнены на боковой стенке камеры. (Л О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5114 G 01 К 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653210/24-10 (22) 18.10.83 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) И. И. Власов и И. Г. Зисер (71) Казанский ордена Трудового Красного

Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (53) 534.615 (088.8) (56) Патент США № 3769839, кл. G Ol К 11/26, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 823901, кл. G 01 К 11/26, !979. (54) (57) СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЛ

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий

„„ЯО „, 1171671 входное сужающееся сопло с профилированным насадком, цилиндрический резонатор, размещенный напротив входного сужающегося сопла, и преобразователь пульсаций давления, размещенные в камере с выходными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, камера снабжена регулируемым по длине цилиндрическим насадком, соосным с входным соплом и цилиндрическим резонатором, при этом преобразователь пульсаций давления установлен на глухом конце цилиндрического насадка, а выходные отверстия выполнены на боковой стенке камеры.

1171671

Изобретение относится к области термометров и может быть использовано для измерения температуры газовых потоков.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых температур.

На фиг. 1 показана схема проточной части предлагаемого датчика; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависимость относительнои амплитуды выходного сигнала от относительного диаметра камеры — звукопровода; на фиг. 4 — про- !О точная часть; на фиг. 5 — зависимость выходного сигнала датчика — относительной частоты — для двух форм выходного канала от отношения давлений на устройстве в целом.

Устройство содержит суживающееся сопло 1 с профилированным насадком, цилиндрический резонатор 2, помещенные в камеру 3 с выходным суживающе-расширяющимся каналом 4 и преобразователем 5 пульсаций давления. 20

Устройство работает следующим образом.

При создании минимального потребного для функционирования датчика отношения давлений П = P

«бочкоооразными» структурами скачков уплотнения. За счет взаимодействия газовой струи с резонатором 2 возникают высокочастотные колебания давления, которые распространяются из зоны взаимодействия вдоль камеры 3 и воспринимаются преобразователем 5 импульсаций давления. В преобразователе, обычно пьезоэлектрического типа, пульсации давления преобразуются в электрические импульсы, частота следования которых связана с температурой торможения газовой струи соотношением f = С) Т. 40

Расположение преобразователя пульсаций давления на глухом конце камеры большого удлинения (d//1 ) 10) позволяет при измерении высоких температур вынести его в зону пониженной температуры и сохранить работоспособность датчика.

С другой стороны известно, что при передаче акустического сигнала по звукопроводу его амплитуда падает с увеличением относительной длины звукопровода

1/d. Проведенные эксперименты по опредению затухания амплитуды сигнала струйноакустического датчика представлены на фиг. 3. Как показали эти исследования, при отношении длины камеры к ее диаметру

10:i, относительное падение амплитуды менее 10%, а при 1/d = 100:1 амплитуда уменьшается в 2,5 раза. Так как при этом абсолютные значения амплитуды сигнала достигают уровня 200 mv, а приемлемое значение входного сигнала для устойчивой работы вторичной аппаратуры 10mv 15 (А =

=0,05 — 0,075), то максимальное удлинение камеры — звукопровода следует ограничить

6/d=400 (см. фиг. 2).

Расположение выходного отверстия камеры, играющего роль стабилизатора отношения давлений на сопле, в боковой стенке камеры не создает препятствий в передаче акустического сигнала по камере-звукопроводу из зоны генерации к преобразователю пульсаций давления. Выполнение выходного отверстия в виде суживающерасширяющегося канала позволяет уменьшить потери полного давления при течении газа и повышает экономичность устройства в целом.

Проведены испытания модели осесимметричного струйно-акустического датчика температуры, проточная часть которого показана на фиг. 4. Датчик работает на частотах от 2 до 8 кГц в зависимости от длины резонатора L с амплитудой сигнала преобразователя, помещенного на конце камерызвукопровода длиной 1000 мм при внутреннем диаметра 10 мм (удлинение 1/д =

100) от 150 mv при f= 3 кГц до 30mv при f = 6 кГц. Зависимости относительной частоты выходного сигнала от отношения давлений для двух видов выходного канала (фиг. 5) показывают, что минимальное потребное отношение давлений для достижения погрешности по частоте датчика меньше 1%; соответственно равно для сух живающе-расширяющегося канала П хян

=4,0, для выходного отверстия Д „„= 5,0.

1171671!

171671

104

101 а г

Редактор Л. Зайцева

Заказ 4853/35

Составитель Ю. Андриянов

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4