SU137288A1

SU137288A1 - Ultrasonic instantaneous temperature meter

Info

Publication number: SU137288A1
Application number: SU675422A
Authority: SU
Inventors: А.А. Бершицкий; Ю.Р. Войцехов; С.И. Калина; А.А. Шмыгля; А.А. Шмыгл
Original assignee: А.А. Бершицкий; Ю.Р. Войцехов; С.И. Калина; А.А. Шмыгл
Priority date: 1960-08-01
Filing date: 1960-08-01
Publication date: 1960-11-30

Description

, Известные ультразвуковые измерители температуры, примен ющиес в поршневых машинах, основанные на принципе измерени ско-рости распространени ультразвука в среде, пригодны дл измерени температур лишь при посто нном давлении. В случае мгновенного измерени температуры в комдрёссорах и других машинах, где имеет место значительное иаменение давлени при посто нстве состава и массы реального газа, необходим учет поправки на давление.The well-known ultrasonic temperature meters used in piston machines, based on the principle of measuring the speed of ultrasound propagation in a medium, are suitable for measuring temperatures only at constant pressure. In the case of instantaneous measurement of temperature in com traders and other machines, where there is a significant pressure change at constant composition and mass of real gas, it is necessary to take into account the pressure correction.

Предлагаемый измеритель температуры отличаетс от известных тем, что учитывает при измерении скорости ультразвука в реальном газе, по которой определ етс величина температуры, поправку на давление. Этр достигаетс тем, что в нем применено электронно-вычислительное устройство дл преобразовани величины скорости и давлени в пропорциональные импульсные напр жени , подаваемые на горизонтальные и вертикальные пластины электронно-лучевой трубки.The proposed temperature meter differs from the known ones in that it takes into account when measuring the ultrasound velocity in a real gas, by which the temperature value is determined, a pressure correction. This is achieved by the use of an electronic computing device to convert the magnitude of velocity and pressure into proportional pulse voltages applied to horizontal and vertical plates of a cathode ray tube.

Задающий генератор / (см. блок-схему) формирует импульсы длительностью 2-3 со скважностью пор дка 1 : 200. Задающий генератор синхронизируетс с коленчатым валом исследуемой машины . С выхода генератора импульсы подаютс на схему 2 излучени , состо щую из контура 3 ударного возбуждени и излучающего кварца 4. Пройд газовую среду, импульсы попадают на приемный кварц 5 и далее на схему предварительного усилител 6. Схемой огра-. ничитёл 7 импульсы ограничиваютс по амплитуде. Ограниченные, импульсы подаютс на временной демодул тор 8, работающий по схеме сравнени с генератором 9 пилообразного напр жени . С выхода временного демодул тора 8 огибающа сигнала подаетс на масщтаб-, ный усилитель 10, назначение- которого подн ть напр жение сигнала и ввести его в нужный масштаб. С выхода его сигнал поступает наThe master oscillator / (see block diagram) generates pulses with a duration of 2-3 with a duty cycle of about 1: 200. The master oscillator is synchronized with the crankshaft of the machine under investigation. From the generator output, pulses are fed to radiation circuit 2, consisting of shock excitation circuit 3 and radiating quartz 4. After passing through the gaseous medium, the pulses fall on receiving quartz 5 and then on to the preamplifier circuit 6. The limiting circuit. A note 7 pulses are limited in amplitude. The bounded pulses are applied to a time demodulator 8 operating in accordance with a sawtooth voltage generator 9. From the output of the time demodulator 8, the envelope of the signal is fed to a wide-scale amplifier 10, the purpose of which is to raise the voltage of the signal and enter it at the desired scale. From the output, its signal goes to

№137288-2схему 11 преобразовател , в которой непрерывный сигнал преобразуетс в дискретные импульсы; амплитуда импульсов пропорциональна амплитуде сигнала. На второй вход схемы // подаютс импульсы задающего генератора / через усилитель 12 импульсов. Длительность импульсов на выходе схемы // соответствует длительности импульсов задающего генератора, а амплитуда - амплитуде сигнала з момент прохождени импульсов задающего генератора.No 137288-2 diagram 11 of a converter in which the continuous signal is converted into discrete pulses; the amplitude of the pulses is proportional to the amplitude of the signal. The second input of the circuit // is supplied with pulses of the master oscillator / through the amplifier 12 pulses. The pulse duration at the output of the circuit // corresponds to the pulse duration of the master oscillator, and the amplitude to the amplitude of the signal at the instant of the pulse passage of the master oscillator.

Модулированные по амллитуде импульсы подаютс на блок 13, на второй вход которого -подаютс импульсы с умножител 14 частоты (частота импульсов умножител частоты в 100 раз выше частоты импульсов задающего генератора). С выхода блока 13 поступают серии импульсов,- количество которых в серии зависит от амплитуды импульса , поступающего на вход этого блока. Далее импульсы поступают на вход блока 15 горизонтальной развертки, который представл ет собой счетную схему. По определенному количеству импульсов, поступающих на вход этого блока, на выходе его устанавливаетс соверщенно определенное посто нное напр жение. Это напр жение подаемс на горизонтальные пластины электронно-лучевой трубки осциллографичеокого блока 16 фотопам ти и устанавливает луч в строго определенное положение по горизонтали.The amplitude-modulated pulses are fed to the block 13, to the second input of which are the pulses from the frequency multiplier 14 (the frequency of the pulses of the frequency multiplier is 100 times higher than the frequency of the pulses of the master oscillator). From the output of block 13 receives a series of pulses, the number of which in the series depends on the amplitude of the pulse entering the input of this block. Next, the pulses arrive at the input of the horizontal scanning unit 15, which is a counting circuit. By a certain number of pulses arriving at the input of this block, a completely defined constant voltage is established at the output of it. This voltage is applied to the horizontal plates of the cathode ray tube of the oscillographic block 16 of the photo field and sets the beam to a strictly defined horizontal position.

Сигнал давлени поступает с кварца 17 на усилитель 18 давлени и далее на масштабный усилитель 19, назначение которого аналогично назначению блока 10. С выхода блока 19 сигнал поступает на блок 20, который работает аналогично блоку //, и далее на блок 21, который работает аналогично блоку 13. С выхода блока 21 сигнал попадает на блок вертикальной развертки 22, который работает аналогично блоку 15, но соединен с вертикальными пластинами элекгронно-лучевой трубки блока 16. Напр жение на выходе блока 22 пропорционально количеству импульсов, поступивщих с блока 21, и ставит луч в строго определенное положение по вертикали, т. е. напр жению на выходе блака давлени соответствует определенное положение луча по вертикали.The pressure signal comes from quartz 17 to the pressure amplifier 18 and then to the large-scale amplifier 19, the purpose of which is similar to that of unit 10. From the output of block 19, the signal goes to block 20, which works similarly to block //, and then to block 21, which works similarly block 13. From the output of block 21, the signal enters the vertical scanner 22, which operates similarly to block 15, but is connected to the vertical plates of the electron-beam tube of block 16. The voltage at the output of block 22 is proportional to the number of pulses received from block 21, and places the beam in a strictly defined position vertically, i.e., the voltage at the output of the pressure block corresponds to a certain position of the beam vertically.

На экран трубки блока фотопам ти 16 накладываетс специальным образом изготовленный негатив. На этом негативе построчно записаны кривые, изображающие функциональную зависимость температуры от скорости ультразвука при посто нном давлении.On the screen of the tube of the photopam block 16, a negative is made in a special way. The curves depicting the functional dependence of temperature on the ultrasound velocity at constant pressure are line by line written on this negative.

Схема в целом работает следующим образом. Измер етс мгновенное значение давлени и луч устанавливаетс на строке, соответствующей этому давлению, измер етс мгновенное значение скорости ультразвука и луч сдвигаетс на определенный элемент строки, соответствующей данной скорости ультразвука; включаетс луч и просвечиваетс негатив. Нлотность негатива в данной точке и будет соответствовать температуре газа.The scheme as a whole works as follows. The instantaneous pressure value is measured and the beam is set on the line corresponding to this pressure, the instantaneous value of the ultrasound speed is measured and the beam is shifted by a certain element of the line corresponding to the given ultrasound speed; the beam is turned on and the negative appears through. The density of the negative at this point and will correspond to the temperature of the gas.

Перед самым концом цикла импульс, поступающий с усилител 12 импульсов, включает блок 23 подсветки, который открывает блокированный луч на врем прохождени импульса и задним фронтом снимает напр жение с выходных блоков /5 и 22 и тем самым подготавливает их к следующему циклу.Just before the end of the cycle, the pulse from the amplifier 12 pulses switches on the backlight unit 23, which opens the blocked beam for the duration of the pulse and removes the voltage from the output blocks / 5 and 22 to the next cycle and thereby prepares them for the next cycle.

Перед негативом устанавливаетс считывающий блок 24 (фотоумножитель с усилителем). Луч, прошедший негатив, попадает на оптическую систему 25, затем на катод фотоумножител 24. После фотоумножител 24 импульсы подаютс на усилитель-детектор 26 и огибающа сигнала, т. е. крива температур, подаетс на -вход двухлучевого осциллографа 27 визуального наблюдени . На второй вход его подаетс сигнал с усилител 28 давлени . На экране осциллографа 27. наблюдаютс кривые температуры и давлени .A reading unit 24 is installed in front of the negative (photomultiplier with an amplifier). The negative beam passes onto the optical system 25, then to the cathode of the photomultiplier 24. After the photomultiplier 24, the pulses are fed to the amplifier-detector 26 and the signal envelope, i.e. the temperature curve, is applied to the visual-observation dual-beam oscilloscope 27. A signal from an amplifier 28 is supplied to its second input. The oscilloscope screen 27. observes temperature and pressure curves.