Устройство для измерения температурного поля

Устройство для измерения температурного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термометрии, может быть использовано для измерения как стационарных, так и нестационарных температурных полей сложного пространственного профиля и позволяет повысить точность измерений и снизить трудоемкость процессов измерения за счет исключения влияния нестабильности параметров импульсного источника излучения. Устройство содержит звуководы 1 и 2 из материалов с зависящим и независящим от температуры параметром Грюнайзена соответственно, акустические детекторы 3 и 4, измеритель 5 отношения импульсных напряжений, регист1 ратор 6 и импульсный источник излучения. 1 ил.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4720695/10 (22) 20.07.89 (46) 30.10.91. Бюл. № 40 (71) Харьковский государственный университет им. А. М. Горького (72) Г. Ф. Попов, А. И. Калиниченко и В. Г. Рудычев (53) 536.5(088.8) (56) Патент США № 4246784, кл. G 01 К 1/00, опублик. 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1578520, кл. G 01 К 11/24, 1988.

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для определения сложных температурных профилей стационарных и нестационарных тепловых полей, например, в ядерно-энергетических установках в условиях интенсивного радиационного воздействия, высоких давлений, наличия агрессивных сред и т. п.

Целью изобретения является повышение точности измерений и снижение трудоемкости процессов измерения и обработки результатов.

На чертеже приведена общая структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит два параллельных звуковода 1 и 2, первый из которых выполнен из материала с температурозависимым параметром Грюнайзена, а второй — из материала с температуронезависимым постоянным параметром Грюнайзена, два акустических детектора 3 и 4, акустически соединенных с одним из торцов звуководов 1 и 2 соответственно, измеритель 5 отношения

„,SU„„1688133 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к термометрии, может быть использовано для измерения как стационарных, так и нестационарных температурных полей сложного пространственного профиля и позволяет повысить точность измерений и снизить трудоемкость процессов измерения за счет исключен ия влияния нестабильности параметров импульсного источника излучения. Устройство содержит звуководы 1 и 2 из материалов с зависящим и независящим от температуры параметром Грюнайзена соответственно, акустические детекторы 3 и 4, измеритель 5 отношения импульсных напряжений, регист ратор 6 и импульсный источник излучения.

1 ил. импульсных напряжений, числительный вход которого соединен с выходом акустического детектора 3, а знаменательный вход — с выходом акустического детектора 4, регистратор 6, подключенный к выходу измерителя 5 отношения импульсных напряжений, и импульсный источник 7 излучения.

В качестве материала звуковода 1 с температурозависимым параметром Грюнайзена могут быть использованы металлы и сплавы со структурным фазовым переходом 1-го или 2-го рода, например, редкоземельные металлы (диспрозий, гадолиний, тербий), сплавы с эффектом памяти формы с фазовым переходом типа аустенит — мартенсит (Cu—

А! — Ni, TiNi). Звуковод 2 с температуронезависимым параметром Грюнайзена может быть выполнен из меди, алюминия, титана и др. металлов.

Звуководы 1 и 2 могут быть выполнены как одномерными в виде прямых стержней, так и искривленными вдоль траектории, совпадающей с профилем контролируемого темФормула изобретения (6

Составитель В. Голубев

Редактор М. Циткина Техред А. Кравчук Корректор Н. Ренская

Заказ 3704 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 пературного поля, например,. в, форме меандра, плоской или объемной спирали.

Акустические детекторы 3 и 4:, йж 1ы обладать широкой полосой .п фск 1гия, слабой зависимостью чувствит фстя а температуры и могут быть изгщ 4 ены из широкополосной пьезокерамики с высоко- " температурной точкой Кюри, напрймер, типа

11,ТС-22; ПКР-26 и др.

В. качестве импульсного источника 7 излучения могут быть использованы различные источники ионизирующего излучения (пучки ускоренных электронов, протонов„ ионов и др. элементарных частиц) и лазеры„

В последнем случае по крайней мере один из звуководов должен бьггь прозрачным для 15 лазерного излучения и может быть выполнен, например, из кварцевого стекла. Во всех случаях энергетические параметры источника 7 излучения должны быть выбраны так, чтобы было возможно пренебречь поглощением излучения по толщине последовательно расположенных на пути излучения звуководов. Так, при использовании ионизирующих частиц их длина свободного пробега в материале звуковода должна превышать суммарную толщину обоих звуководов. 25

Устройство работает следующим образом.

Для определения распределения температуры в среде звуководы 1 и 2 располагают параллельно друг другу с зазором вдоль линии определения температурного поля. ЗО

После этого включают импульсный источник 7 излучения и обеспечивают локальный нагрев звуководов 1 и !. При этом в теле звуководов 1 и 2 возникают термоакустические волны напряжений, которые распространяются без искажений вдоль оси звуко- З5 водов и попадают в акустические детекторы 3 и 4. На выходе акустических детекторов 3 и 4 формируется электрический сигнал в виде импульсов напряжений, каждый из которых поступает на соответствующий вход измерителя 5 отношения импульсных напряжений. Выходной сигнал измерителя 5 отношения импульсных напряжений пропорционален отношению амплитуд термоакустических сигналов, несет информацию о величине температуры в каждой точке локального нагрева и не зависит от стабильности параметров импульсного источника 7 излучения.

Устройство для измерения температурного поля, содержащее первый звуковод, выполненный из материала с температурозависимым параметром Грюнайзена, первый акустический детектор, соединенный с первым звуководом, импульсный источник излучения и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости процессов измерения и обработки результатов, в него введены второй звуковод, выполненный из материала с температуронезависимым параметром Грюнайзена, расположенный параллельно первому звуководу с зазором относительно него и имеющий геометрические размеры, идентичные геометрическим размерам первого звуковода, второй акустический детектор, соединенный с вторым звуководом, и измеритель отношения импульсных напряжений, числительный вход которого соединен с выходом первого акустического детектора, знаменательный вход — с выходом второго акустического детектора, а его выход — с входом регистратора.