SU1377622A1 - Method of determining temperature - Google Patents

Method of determining temperature Download PDF

Info

Publication number
SU1377622A1
SU1377622A1 SU864062321A SU4062321A SU1377622A1 SU 1377622 A1 SU1377622 A1 SU 1377622A1 SU 864062321 A SU864062321 A SU 864062321A SU 4062321 A SU4062321 A SU 4062321A SU 1377622 A1 SU1377622 A1 SU 1377622A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
amplitude
wave
medium
spherical
Prior art date
Application number
SU864062321A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Римантас-Ионас Юозович Кажис
Видмантас Йонович Дикавичюс
Альгирдас Винцович Тамулис
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU864062321A priority Critical patent/SU1377622A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1377622A1 publication Critical patent/SU1377622A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  температуры. Цель изобретени  - повышение точности и улучшение пространственного разрешени  при определении температуры среды. При изменении температуры измен етс  длина звуковой волны, проход щей через среду, а следовательно, и дифракционна  расходимость волны. Отношение амплитуды сферической волны к амплитуде плоской волны, поступающей на приемник ,  вл етс  однозначной функцией температуры. 3 ил..This invention relates to a technique for measuring temperature. The purpose of the invention is to improve the accuracy and improve the spatial resolution in determining the temperature of the medium. With a change in temperature, the length of the sound wave passing through the medium changes, and hence the diffraction divergence of the wave. The ratio of the amplitude of the spherical wave to the amplitude of the plane wave arriving at the receiver is an unambiguous function of temperature. 3 il ..

Description

со with

оabout

1C1C

toto

Изобретение относитс  к технике измерени  температуры и может быть использовано дл  измерени  температуры газовых сред до 5000 К.The invention relates to a technique for measuring temperature and can be used to measure the temperature of gaseous media up to 5,000 K.

Цель изобретени  - повьшение точности и улучшение пространственного разрешени  при определении температуры среды.The purpose of the invention is to increase the accuracy and improve the spatial resolution in determining the temperature of the medium.

Сущность изобретени  заключаетс  в dлeдyioщeм. При изменении температуры измен етс  длина звуковой волны, проход щей через среду, а следовательно , и дифракционна  расходимость волны. При этом отношение амплитуды сферической волны к амплитуде плоской волныS поступающих на приемник,  вл етс  однозначной функцией температурыThe essence of the invention is to conduct. With a change in temperature, the length of the sound wave passing through the medium changes, and hence the diffraction divergence of the wave. The ratio of the amplitude of the spherical wave to the amplitude of the plane wave S arriving at the receiver is an unambiguous function of temperature.

На фиг о 1 показана схема устройст- за5 реализующего предлагаемый способ на фиг„2 - зависимость отношени  амплитуды сферической волны к амплитуд плоской волны от рассто ни  между излучателем и приемником и от скорости звукаI на фиг.З - зависимость температуры среды от отношени  /А где AJJ амплитуды сферическрй и плоской волн при опорной температуре; А и А - амплитуды сферичес- кой и плоской волн при измер емой температуре, .Fig. 1 shows a diagram of a device 5 implementing the proposed method in Fig. 2 — the dependence of the ratio of the amplitude of a spherical wave to the amplitudes of a plane wave on the distance between the emitter and receiver and on the speed of sound. In Fig. 3, the temperature of the medium versus A: AJJ amplitudes of spherical and plane waves at a reference temperature; A and A are the amplitudes of the spherical and plane waves at the measured temperature,.

Устройство содержит последовательно соединенные синхрогенератор 1, генератор 2 модулируюгад-п : импульсов, мо дул тор 3, ультразвзт ОБОЙ излучатель 4, ультразвуковой приемник 5, усилитель 6, триггер 7, ключи 8-11, генераторы 12 и 13 заполнени , амплитудные детекторы 14 и 15j цифровые индикаторы 16 и 18, аналого-цифровые преобразователи 17 и 19.The device contains a series-connected synchro generator 1, a generator 2 modulating-p: pulses, a modulator 3, an ultrasound OBOD radiator 4, an ultrasonic receiver 5, an amplifier 6, a trigger 7, keys 8-11, filling generators 12 and 13, amplitude detectors 14 and 15j digital indicators 16 and 18, analog-to-digital converters 17 and 19.

Устройство работает следующим образом оThe device works as follows about

Синхрогенератор 1 выра.батьшает синхроимпульсы с периодом Т повторени , которые поступают на вход триггера 7 и генератора 2 модулирующих импульсов, который в 1рабатьюает пр моугольные импульсы длительностьюThe synchronous generator 1 generates sync pulses with a repetition period T, which are fed to the input of the trigger 7 and the generator 2 of modulating pulses, which in each case has rectangular pulses of duration

, Эти импульсы поступают на первый вход модул тора 3. В зависимости от положени  триггера 7 открыты ключи 8 и 10 и закрыты ключи 9 и 11 или наоборот. Соответственно на второй вход модул тора поступают сигналы с выхода генератора 12 колебаний заполнени  с частотой F, через ключ 8 или с генератора 13 колебаний заполThese pulses arrive at the first input of the modulator 3. Depending on the position of the trigger 7, keys 8 and 10 are open and keys 9 and 11 are closed or vice versa. Accordingly, the second input of the modulator receives signals from the output of the generator 12 of the filling oscillations with a frequency F, through the key 8 or from the generator 13 of the oscillations filling

5 five

0 5 0 0 5 0

5 0 50

5 five

00

с with

нени  с частотой F через ключ 9. Причем F 5 F,. С выхода модул тора 3 радиоимпульсы подаютс  на уль- тразвутсовой излучатель 1 , который излучает ультразвуковой радиоимпульс в исследуемую среду. Частоты F«, F выбраны такими, что при частоте F, излучаетс  сферическа  ультразвукова  волна, а при F - плоска , Ульт- разв лковой приемник 5 принимает ультразвуковой импульс, преобразует его в злектрический, который усиливаетс  усилителем 6 и поступает на входы ключей 0 и 11. Радиоимпульс зависимо от положени  триггера 7 проходит через ключ 10 или 11 и попадает на вход одного из амплитудных детекторов 14 или 15« С выхода амплитудного детектора сигнал попадает на вход аналого-цифровых преобразователей 17 и 19, с выхода которого цифрова  информаци  об амплитуде сигнала подаетс  на соответствующий цифровой индикатор 16 или 18. При каждом син- хрои1у пульсе мен етс  режим излучени  ультразвуковых волн. Режим излучени  и измерени  амплитуды сферических волн чередуетс  с режимом излучени  и измерени  амплитуды плоских ультразвуковых волн. Измерени  провод т при известной и измер емой температурах газовой среды, записывают показани  индикаторов 16 и 18 соответственно А, А и А, А о температуре газа суд т по зависимости (фиг.З). В устройстве использованы зшьтразвуковые пр моугольные преобразователи с размерами сторон 4x2 мм. Рассто ние 7 между преобразовател ми равно А мм. Зависимость отношени  среднего давлени  Р сферической волны к среднему давлению Р плоской . волны от рассто ни  Z и -скорости С ультразвука в воздухе при частоте F 250 кГц (фиг.2), рассчитанна  из интеграла Реле  дл  пр моугольных преобразователей 42 мм, показывает, что амплитуда сферической волны с изменением скорости ультразвука (температуры газа) при фиксированном рассто нии между преобразовател ми существенно мен етс . Если при известной температуре (290 К) обозначим ее через Ад, то нормированна  амплитуда сферической волны А/А мен етс  в диапазоне от 0,433001 до 1 при изменении температуры от 290 - 5600 К. На этой основе на фиг.З показана зависимость температуры газа (воздуха) от соотношени  амплитуд А/Ад/А /А, по которой определ ют температуру газа. Период повторени  синхроимпульсов (Т) равен . Генератор модулирующих импульсов вырабатьюает импульсы длительностью с, котора  выбираетс  из услови Nen with a frequency of F through the key 9. Moreover, F 5 F ,. From the output of the modulator 3, the radio pulses are fed to the ultrasound emitter 1, which radiates an ultrasonic radio pulse to the medium under study. Frequencies F ", F are chosen such that at frequency F, a spherical ultrasonic wave is emitted, and when F is flat, the Ultravoltage receiver 5 receives an ultrasonic pulse, converts it into an electric one, which is amplified by amplifier 6 and fed to the inputs of keys 0 and 11. The radio pulse, depending on the position of the trigger 7, passes through the key 10 or 11 and goes to the input of one of the amplitude detectors 14 or 15 "From the output of the amplitude detector, the signal goes to the input of analog-to-digital converters 17 and 19, from the output of which digital information the amplitude of the signal applied to the corresponding digital indicator 16 or 18. Each of syn- hroi1u pulse varies mode radiation of ultrasonic waves. The mode of emission and amplitude measurement of spherical waves alternates with the mode of emission and amplitude measurement of plane ultrasonic waves. Measurements are carried out at known and measured temperatures of the gaseous medium; the readings of indicators 16 and 18, respectively A, A and A, A, are recorded. The temperature of the gas is judged by the dependencies (Fig. 3). The device uses ultrasonic rectangular transducers with 4x2 mm sides. The distance 7 between the converters is A mm. Dependence of the ratio of the average pressure P of a spherical wave to the average pressure P of a plane. waves from distance Z and -speed C of ultrasound in air at a frequency of F 250 kHz (FIG. 2), calculated from the Relay integral for 42 mm rectangular transducers, shows that the amplitude of a spherical wave with a change in the ultrasound velocity (gas temperature) at a fixed the distance between the transducers varies significantly. If at a known temperature (290 K) we denote it by Hell, then the normalized amplitude of the spherical wave A / A varies in the range from 0.433001 to 1 when the temperature changes from 290 - 5600 K. On this basis, the temperature dependence is shown in FIG. gas (air) as a function of the amplitude ratio A / Ad / A / A, from which the gas temperature is determined. The repetition period of the clock pulses (T) is. The modulating pulse generator produces pulses with a duration of, which is selected from the condition

Т 3ZT 3Z

С .c With .c

- максимальное- maximum

значение скорости ультразвука в газе при максимальной температуре. Дл  воздуха при температуре 5600 К 1500 m/S; 8 мкс. Это условие исключает возможность возникновени  режима сто чих волн между излучателем и приемником. Частоты сигналов, генерируемых генераторами 12 и 13 колебаний заполнени  (F 250 кГц и F 1,25 МГц), выбираютс  из услови  излучени  ультразвуковым излучателем сферической и плоской волн соответственно . Ультразвуковой излучатель в режиме излучени  сферических волн возбуждаетс  радиоимпульсом с частотой заполнени  F, 250 кГц на первой толщинной моде, а в режиме излучени  Плоских волн с частотой заполнени  F 1,25 М ц - на п той толщиннойThe value of the ultrasound velocity in the gas at the maximum temperature. For air at a temperature of 5600 K 1500 m / S; 8 μs This condition excludes the possibility of the occurrence of standing waves between the emitter and receiver. The frequencies of the signals generated by the oscillators 12 and 13 of the filling oscillations (F 250 kHz and F 1.25 MHz) are selected from the conditions of radiation by an ultrasonic emitter of spherical and plane waves, respectively. The ultrasonic emitter, in the mode of radiation of spherical waves, is excited by a radio pulse with a filling frequency F, 250 kHz in the first thickness mode, and in the mode of emission of a Flat wave with a filling frequency F of 1.25 M, in the fifth thickness

00

моде. Амплитуды прин тых ультразвуковых радиоимпульсов при измер емой температуре как сферической, так и плоской ультразвуковых волн нормируютс  относительно соответствующих амплитуд при известной температуре газа с целью исключени  погрепшостей измерени  температуры из-за неодинаковых коэффициентов передачи электроакустического тракта при разных частотах Р. и F,, а также из-за изме 1fashion The amplitudes of the received ultrasonic radio pulses at the measured temperature of both spherical and plane ultrasonic waves are normalized to the corresponding amplitudes at a known gas temperature in order to eliminate temperature measurement errors due to different transmission coefficients of the electroacoustic path at different frequencies P. and F, as well as due to change 1

нени  акустического импеданса газа с изменением температуры среды. Сле- довательно, -устройство  вл етс  инвариантным по отношению к измен ющимс  услови м измерени .no acoustic impedance of gas with a change in the temperature of the medium. Therefore, the device is invariant with respect to changing measurement conditions.

Claims (1)

Формула изобрете ни Invention Formula Способ определени  температуры посредством зондировани  среды звуковыми волнами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точностиThe method of determining the temperature by sounding the medium by sound waves, characterized in that, in order to increase the accuracy и улучшени  пространственного разрешени , среду зондируют плоской и сферической звуковыми волнами, измершот их амплитуды и по величине отношени  измеренных амплитуд определ ют температуру среды.and improving the spatial resolution, the medium is probed with flat and spherical sound waves, the measurement of their amplitudes and the temperature of the medium are determined from the ratio of the measured amplitudes. а 12 г,мпa 12 g, MP ttmttm тt sumsum тоthat О.Ч U,S ejS 0,7 g,S 0,3 А I tPuf.S O.CH U, S ejS 0.7 g, S 0.3 A I tPuf.S A JA j
SU864062321A 1986-04-29 1986-04-29 Method of determining temperature SU1377622A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864062321A SU1377622A1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Method of determining temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864062321A SU1377622A1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Method of determining temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1377622A1 true SU1377622A1 (en) 1988-02-28

Family

ID=21235780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864062321A SU1377622A1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Method of determining temperature

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1377622A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 658732, кл. G 01 К 11/24, 1979. Карнавал Е.Г., Посс Г.Л., Йоз.Цж.М. Определение температуры плазмы при помощи ультразвука. - В сб.: Измерени температуры в объектах новой техники. /Под ред. А.Н.Гордова, М.: Мир, 1965. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0544859B1 (en) A system for measuring the transfer time of a sound-wave
US4446735A (en) Method of testing the weight per unit area of thin material
US5955669A (en) Method and apparatus for acoustic wave measurement
JPS61167889A (en) Range measuring device
JPS5828554B2 (en) ultrasonic distance meter
JPS6156450B2 (en)
US5442592A (en) Ultrasonic distance meter
SU1377622A1 (en) Method of determining temperature
JPH08136321A (en) Ultrasonic distance measuring instrument
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
SU1504520A1 (en) Method and apparatus for measuring velocity of ultrasound
SU451031A1 (en) Ultrasonic range meter
SU1451743A1 (en) Method and device for correcting readout signal frequency
SU1631400A1 (en) Method for cheking material quality by ultrasonics
JPH0367195A (en) Method and instrument for measuring temperature and humidity of atmospheric air by utilizing wave propagation
SU449326A1 (en) Ultrasonic Pulse Range Meter
SU1029007A1 (en) Ultrasonic referenceless thickness gauge
SU1043489A1 (en) Ultrasonic device for measuring distances in gaseous atmosphere
SU587388A1 (en) Device for measuring ultrasound velocity in liquid media
RU1820230C (en) Device for measuring speed of propagation of ultrasonic oscillations
SU994911A1 (en) Method of ultrasonic measuring of moving object thickness
SU1188641A1 (en) Method of measuring rate of acoustic wave propagation in dielectrics and apparatus for accomplishment of same
SU794531A1 (en) Ultrasonic phase meter of flow rate
SU861968A1 (en) Speed of sound meter
SU1226067A1 (en) Method of measuring ultrasound attenuation