Ультразвуковой измеритель температуры газовых сред

Ультразвуковой измеритель температуры газовых сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик республик

Опубликовано 07.08.82 Бюллетень Юа 29

Лата опубликования описания 07.08,82 (53)M. Кд.

G О1 К 11/24! ооударстааккыа комитат

CCCP ао лолам кзооратеква н открыта!! (53) УДК 536.5 (088.8) Каунасский политехнический институт (7l) Заявитель

Снеч уса (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВЫХ СРЕД

Изобретение относится к темпера- турным измерениям, и предназначено для измерения температуры высокотемпературных газовых потоков.

flo основному авт. св. Н 711383

5 известен ультразвуковой измеритель температуры газовых сред, содержащий генератор импульсов, излучатель и приемник акустических колебаний, последовательно соединенные селек- 1О тор, блок задержки, триггер, два интегратора, генератор пилообразного напряжения, схему сравнения и частотомер, причем выход генератора импульсов соединен со входом селектора, вы-15 ход приемника соединен со вторыми входами триггера и генератора пилообразного напряжения, а выход схемы сравнения соединен со входом генератора импульсов и вторыми входами интеграторов (13

Недостатком устройства является зависимость результатов измерения от расстояния между излучателем и

2 приемником акустических колебаний, что не позволяет с высокой точностью измерять температуру объектов различной протяженности..

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры объектов различной протяженности.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой измеритель температуры газовых сред введен измеритель расстояния между излучателем и приемником акустических колебаний, а в интеграторы дополнительно введены схемы регулирования постоянной интегрирования соединенные с выходом измерителя расстояния.

На фиг. 1 представлена структурная схема; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Измеритель содержит генератор l импульсов, излучатель 2 акустических колебаний с волноводом 3, приемник акустических колебаний, включающий

3 94935 волновод 4 и преобразователь 5 акустических колебаний в электрический сиг" нал и приемник 6, селектор 7, блок 8 задержки, триггер 9, интеграторы 10 и 11: со схемами регулирования постоянной интегрирования, генератор 12 пилообразного напряжения, схему 13 сравнения, частотомер 14 и измеритель

15 расстояния, Устройство работает следующим об- 16 разом.

В начальный момент времени (фиг. 2а) генератор 1 импульсов создает импульс напряжения, который возбуждает излучатель 2 и одновременно М запускает селектор 7. 8о время действия электрического импульса излуча" тель 2 возбуждает в акустическом волноводе 3 импульс (фиг. 26), который торцом этого волновода излучается е в исследуемую среДу, например е поток высокотемпературного газа. Возбужденные ультразвуковые волны распространяются по исследуемой среде, принимаются приемником акустических колебаний, в котором преобразователем 5 акустических колебаний преобразуются в электрический сигнал (фиг. 2в), приемником 6 усиливаются, нормируются по амплитуде и длительно» сти (фиг. 2г).

Сигнал на выходе приемнике запаздывает относительно момента t на временной интервап

t0-=ь + 2 ь1 + где 7 — время задержки сигнала в

Э электрических цепях и в приемнике 6; . 49 . y — время задержки в волноводе;

Ти — время задержки. в исследуемой среде.

Некоторая часть энергии излучаемых ультразвуковых колебаний отражается от границы волновод - исследуемая сресреда из-за различия акустических импедансов волновода и среды. Отраженный акустический импульс (фиг. 2д) излучателем 2, в качестве которого ис- В пользуется обратимый преобразователь, например пьезоэлектрический, преобра эуется в электрический сигнал, селектируется селектором 7 и поступает на . вход блока 8 задержки, время задержки >> которого равно Э.

С выхода блока 8 задержки сигнал (фиг. 2е) поступает на первый вход

2 ф триггера 9 с временным сдвигом относительно момента времени сд равным

На второй вход триггера 9 поступает сигнал с временным сдвигом ig . Таким образом, на выходе триггера 9 формируется прямоугольный импульс с длительностью Т = i0 -, =7 (фиг. 2ж). Этот импульс подается на первый интегратор 10, на выходе которого образуется импульс (фиг. 2и), амплитуда которого

1 1 Эх М где О „ — амплитуда импульса на входе интегратора;

К вЂ” постоянная интегрирования интегратора.

Сигнал с выхода интегратора 10 поступает иа интегратор ll, на выходе которого образуется импульс (фиг. 2к) с амплитудой

Vfl (К1 К уЕ0 ВХЬ 4Ф)/2

Сигнал с выхода интегратора 11 поступает на вход генератора 12 пилообразного напряжения, который формирует линейно убывающее напряжение, изменяющееся от максимального значения до нуля, поступающее на вход схемы 13 сравнения. В момент, когда напряжение на выходе генератора 12 достигает нулевого значения, схема сравнения вырабатывает импульс напряжения, который запускает генератор 1 импульсов и устанавливает интеграторы 10 и ll s начальное состояние. Процесс измерения температуры повторяется.

Период одного цикла измерения равен где К вЂ” постоянный коэффициент.

Частотомер 14 измеряет частоту следования импульсов на выходе схемы 13 сравнения которая при K< К О > ig равна

1 Т

| =To Ое „К„К

Измеритель 15 расстояния измеряет расстояние 10 между волноводами излучателя и приемника.

При выполнении условия К = К вЂ” — — 1

Ь которое автоматически обеспечивает5 949352 6

cR схемами регулирования постоянной отличающийся тем, что,с времени ингеграторов по сигналу с целью повыщения точности измерения измерителя расстояния, частота следо- температуры объектов различной прования импульсов прямо пропорциональ- тяженности, в него введен измеритель на квадрату скорости Ч ультразвука расстояния между излучателем и прив среде и соответственно прямо про- емником акустических колебаний, а в порциональна измеряемой температуре. интеграторы дополнительно введены схеНаличие новых элементов обеспечива- мы регулирования постоянной интегриет независимость показаний измерителя рования, соединенные с выходом изметемпературы от расстояния между излу- 30 рителя расстояния. чателем и приемником. ультразвуковых колебаний, что позволяет с высокой Источники информации, точностью измерять температуру газо- принятые во внимание при экспертизе вых сред различной протяженности.

Формула изобретения . и 1. Авторское свидетельство СССР

Ультразвуковой измеритель темпера- И 711383, кл. 6 01 К 11/24, 1977 туры газовых сред по авт. св. М 71 l383, (прототип).

949352

Заказ 5729/24

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Я. Соболев

Редактор С. Патрушева Техред М.Надь Корректор Н. Корол