Акустическое устройство для измерения температуры

Акустическое устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для расширения диапазона измерений температуры вращающихся объектов по звуковым каналам. Цель достигается установлением на вращающемся объекте датчика, выполненного в виде генератора звуковых сигналов с размещенным в нем регулятором акустического тона. Причем генератор звуковых сигналов состоит из двух резонирующих полостей, объем которых изменяется регулятором акустического тона, состоящим из двух сильфонов, и прикрепленного в нем днища генератора звуковых сигналов. Причем сильфоны выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения . При изменении объема резонирующих полостей в зависимости от температуры вращающегося объекта меняется частота генерируемого звукового сигнала . Звуковой сигнал воспринимается микрофоном и передается на анализатор спектра. Оттарировав шкалу анализатора спектра, по показаниям прибора можно судить о температуре вращающегося объекта. Конструктивное исполнение устройства позволяет отказаться от размещения неподвижной измерительной аппаратуры непосредственно на статоре (корпусе) объекта , что создает преимущества по расширению возможностей лабораторной экспериментальной базы. 1 з. i.. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яу 6 01 К 11/22

II !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662669/10 (22) 16,03.89 (46) 07.04.91. Бюл. М 13 (72) Ю. Г. Стрельцов, B. П. Францкевич, М, Ю. Калашников и В. В. Волосов (53) 536.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1187559, кл. G 01 К 13/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР

l4 627355, кл. G 01 К 11/26, 1977. (54) АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для расширения диапазона измерений температуры вращающихся объектов по звуковым каналам. Цель достигается установлением на вращающемся обьекте датчика, выполненного в виде генератора звуковых сигналов с размещенным в нем регулятором акустического тона. Причем генератор звуковых сигналов состоит иэ двух реэонируюИзобретение относится к измерительной технике,и может быть использовано для дистанционных беспроводных измерений температуры вращающихся объектов.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения температур вращающихся объектов.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Акустическое устройство для измерения температуры вращающегося объекта содержит датчик, установленный на вращающемся объекте и выполненный в виде

„, Ы,„1640557 А1 щих полостей, объем которых изменяется регулятором акустического тона, состоящим из двух сильфонов, и прикрепленного в нем днища генератора звуковых сигналов. Причем сильфоны выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения. При изменении объема резонирующих полостей в зависимости от температуры вращающегося объекта меняется частота генерируемого звукового сигнала. Звуковой сигнал воспринимается микрофоном и передается на анализатор спектра. Отта риро вав шкалу анализатора спектра, по показаниям прибора можно судить о температуре вращающегося объекта.

Конструктивное исполнение устройства позволяет отказаться от размещения неподвижной измерительной аппаратуры непосредственно на статоре (корпусе) объекта, что создает преимущества по расширению возможностей лабораторной экспериментальной базы. 1 з, ., ф-лы, 2 ил. генератора 1 звуковых сигналов, который

СЪ состоит иэ двух резонирующих полостей 2 и

3 произвольной формы (например, цилиндрической) с переменным объемом, крышки

4 датчика, выходных отверстий 5 и 6, щелевого сопла 7, клина 8, высота которого равна высоте датчика и регулятора акустического тона, который выполнен из двух сильфонов

9 и 10 с прикрепленным к ним днищем 11 генератора 1 звуковых сигналов. Сильфоны выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения, Акусти. ческое устройство включает также

1640557 измерительный прибор, состоящий из микрофона 12 и анализатора 13спектра. Размеры выходных отверстий 5 и 6, а также геометрия и размеры щелевого сопла 7 и клина 8 можно определить иэ следующих соображений. Собственная частота f колебаний излучаемых резонатором определяется по формуле

3С 3d

8 V где С вЂ” скорость звука в среде;

d — диаметр резонатора;

Ч вЂ” объем внутренней полости резонатора, Скорость звука определяется соотношением

С = rcRX, где к- показатель адиабаты;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура газовой струи.

Внутренний объем каждой резонирующей полости изменяется при перемещении днища 11 вследствие изменения температуры вращающегося объекта и может быть определен по формуле

Ч=I ж 0 !4, где — высота резонатора Гельмгольца.

Таким образом, размеры элементов 5 — 7 определяются исходя из возможностей измерительной аппаратуры (диапазон эамеряемых значений частот f) и размеров вращающегося объекта.

Следует также заметить, что частота собственных колебаний, излучаемых резонирующими полостями в основном зависит от высоты резонатора I.

Акустическое устройство работает следующим образом.

Пои измерении. температуры вращающегося объекта днище 11 генератора звуковых сигналов перемещается под действием сильфонов 9 в 10, которые удлиняются при повышении температуры и укорачиваются при ее понижении. Это приводит к уменьшению или увеличению объема резонирующих полостей 2 и 3, а следовательно, и частоты получаемого звукового сигнала. Звуковой сигнал воспринимается микрофоном 12 и фиксируется на анализаторе 13 спектра. О

5 величине температуры, вращающегося объекта судят по тарировочным графикам зависимости частоты генерируемого сигнала от температуры.

При вращении объекта струя газа попа10 дает в щелевое сопло 7 и, натекая на клин 8, отклоняется в резонирующие полости 2 и 3, ограниченные сверху крышкой 4 датчика и снизу днищем 11, где генерируются звуковые колебания, которые излучаются через

15 выходные отверстия 5 и 6.

Дистанционное беспроводное измерение температуры вращающихся объектов по звуковому каналу позволяет измерять .температуру вращающегося объекта при отсут20 ствии у него статора (корпуса) для крепления неподвижной части датчика температуры (например, лопастей винта самолета) и расширить диапазон измеряемых рабочих температур объекта.

25 Формула изобретения

1. Акустическое устройство для измерения температуры, содержащее акустический резонатор с регулятором акустического тона, выполненным в виде

30 сильфона, закрепленного на подвижном днище, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения температур вращающихся объектов, акустический резонатор состоит иэ

35 двух резонирующих полостей с крышкой, клином и входным щелевым соплом, расположенным напротив клина, а регулятор акустического тона снабжен вторым сильфоном, прикрепленным к днищу, при40 чем оба сильфона установлены под резонирующими полостями и выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения.

2.Устройство по п.1. отл ича ю щее45 с я тем, что регистрирующее устройство включает микрофон и анализатор спектра.

1640557

Составитель B,Ãóñåâà

Техред М.Моргентал

Корректор Л. Пилипец

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1013 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5