Струйно-акустический датчик темпера-туры газа осесимметричного типа

Струйно-акустический датчик темпера-туры газа осесимметричного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВГЕтКНИЯ " 8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. свид-ву (22) Заявлено 300379 (21) 2744144/18-10 с присоединением заявки ¹вЂ” (51)М. Кл

G 0j K 1i/22G 01 К 11/26

Государственный коиятет

СССР.по яеааи изобретений я открыти»

{23) Г)риоритет—

Опубликовано 2304,81. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 2304.81 (53) УДК 534.Ь15 (088. 8). (72) Авторы, изобретения, И.И. Власов и И. Г. Зи сер

Казанский ордена Трудового Красного Знам авиационный институт им.A. Н.Туполева (71) Заявитель

Б )(ИОТЕЦ.4 (54) СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗА ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ТИПА

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры. газовых потоков.

Известен акустический датчик температуры газов, выполненный в виде струйного генератора, выходным сигналом которого является частота пульсаций давления (1) .

Недостатком известного датчика является снижение амплитуды. выходно-. го сигнала при переменных температурах и давлениях в контролируемом газовом потоке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является струйно-акустический .датчик температуры газа осесимметричного типа, содержащий входное суживающееся сопло и расположенный против сопла цилиндрический резонатор с размещенным в нем преобразователем пульсаций давления (2).

Недостатком известного датчика также является низкая точность измерений.

Цель изобретения — повышение Точности измерений в условиях переменных температур н давлений.

Поставленная цель достигается

- тем, что в предлагаемом датчике входное сопло. снабжено профилированным насадком и помещено вместе с резон ат ором в к амеру с выходными от в ерстиями, площадь сечения которых превышает площадь среза сопла более чем в два раза.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого датчика; на фнг.2 — зависимость частоты пульсаций давления в. акустическом датчике от отношения давлений на сопле.

Устройство содержит суживающееся сопло 1с цилиндрический резонатор 2 с преобразователем 3 пульсаций давления, помещенные в камеру 4 с выходными,отверстиями 5, профилированный насадок 6.

20 При создании минимального, потребного для функционирования датчнР ка отношения давлений 1(= р, прн котором на выходных отверстиях 5 камеры 4 устанавливается закритичесРз кое отношение давлений — . и, соответственно, звуковая скорость течения на выходе из сопла 1, благодаря тому, что площадь выходных отверстий

5 превышает площадь среза входного

823901 сопла, возникает сверхзвуковое истечение газовой струи. 3а счет взаимодействия газовой струи с резонатором 2 возникают высокочастотные колебания давления газа, которые воспринимаются преобразователем 3

5 пульсаций давления. В преобразовате.ле 3 колебания давления преобразуются в электрический сигнал, частота пульсаций которого связана с температурой торможения газа соотношением У=С Гт

В том -случае, если происходит изменение давления Р или Р отношение давлений на сопле Пс = Р1/р не изменяется, так как на выходных .отверстиях 5 сохраняется закритическое отношение давлений Р Р и частота пульсаций давления не меняется.

При измерении струйно-акустическим датчиком быстроизменяющихся температур между газом и элементами конструк-?О ции устройства возникают температурные перепады и связанные с теплоотводом (или теплоподводом) изменения распределения плотности газа по длине каналов пРоточной части датчика. 25

В этом случае, при сохранении закритического отношения давления на вы- . ходных отверстиях, могут иметь место изменения отношений давления во входном сопле. Для предотвращения возможной в этом случае погрешности при измерении температуры устройство снабжено профилированным насадком, образующим ступенчатое расширение на выходе суживающегося сопла.При этом располагаемое отношение давлений на суживающейся части соплаПР= y-, Р определяющее частоту пульсаций давления, изменяется в более узких пределах, чем общее отношение давлений на сверхзвуковом входном сопле - 4О

П, что подтверждается экспериментальными характеристиками датчиков.с соплом без насадка (а) и с профилированным насадком (б), представленными на фиг.2.

Как показали экспериментальные опыты, устойчивая работа струйноакустического генератора и наибольшая амплитуда выходного сигнала устанавливается при превышении площади сечения выходных отверстий камеры площади среза входного сопла более чем в два раза.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений в условиях переменных температур и давлений и обладает, благодаря сверхзвуковому режиму генерации, высокой амплитудой выходного сигнала.

Формула изобретения

Сруйно-акустический датчик температуры газа осесимметричного типа, содержащий входное суживающее сопло и расположенный против сопла цилиндрический резонатор с размещенным в нем преобразователем пульсаций давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях переменных температур и давлений, входное сопло снабжено профилированным насадком и помещено вместе с резонатором в камеру.. с выходными отверстиями, площадь сечения которых превышает площадь среза сопла более чем в два раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р .3.791213, кл . 73-339 A опублик.1969.

2. Залманзан Л.A. Аэрогидродинами еские методы измерения входных параметров автоматических систем.

М., Наука, 1973, с.109-110.

823901 бЯЮ б000

$500

3,0 о@ Ру

Р, Фиг.2

Закаэ 2088/56 . Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент ° ., r.Óçãîðîä, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Соловьева

Ф

Редактор В.Лаэаренко Техред H. Граб Корректор,Н .Бабннец