SU1500865A1

SU1500865A1 - Ультразвуковой термометр

Info

Publication number: SU1500865A1
Application number: SU874348959A
Authority: SU
Inventors: Пранас-Бернардас Пранович Милюс; Йонас Юозович Буткус; Вячеслав Николаевич Даниличев
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-08-15

Abstract

Изобретение касаетс температурных измерений и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры. Цель изобретени - повышение точности измерени температуры газового потока, путем посто нного контрол надежности акустического контакта пьезоэлементов с волноводами. В ультразвуковой термометр введен коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход - к пьезоизлучателю и второму временному селектору, второй выход - к пьезоприемнику и третьему временному селектору, выход которого подключен к последовательно соединенным третьему компаратору и индикатору. Выход второго временного селектора подключен к последовательно соединенным второму компаратору и индикатору. Управл ющие входы коммутатора и третьего временного селектора подключены к выходу блока синхронизации. Введение в термометр дополнительных блоков позвол ет следить за надежностью акустического контакта между волноводом и пьезоэлементом. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к температурным измерени м и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретени - повышение точности измерени температуры газового потока, за счет уменыпени опгабки измерени , вызванной изменением параметров акустического контакта между волноводом и пьезоэлементом с течением времени или под воздействием высоких температур.

На чертеже представлена структурна схема ультразвукового термометра.

Ультразвуковой термометр содержит генератор 1 импульсов, подключенный к коммутатору 15, первый выход которого соединен с пьезоизлучателем 2, акустически св занным с пьезоприем- ником 3, выход которого подключен к последовательно соединенным фильтру 4, первому 5 временному селектору , пороговому устройству 6, формиро- йателю 7 временного интервала, первому 8 функциональному преобразователю и цифровому магнитофону 9, к первому выходу коммутатора подключен второй временной 10 селектор, выход которого подключен к последовательно соединенным пиковому детектору 11, усилителю 1,2, системе охлаждени 13 пьезопреобразователей, блок синхронизации 14 и коммутатор 15, компаратор 16, третий временной 17 селектор.

сл

00

О5 СП

соединенный последовательно с компаратором 18 и индикатором 19, управл ющие входы коммутатора 5, генератора I импульсов, формировател 7 временного интервала, первого 5 временного селектора, второго 10 временного селектора, третьего 17 временного селектора подключены к блоку синхронизации 14,

Ультразвуковой термометр работает следующим образом.

При включении устройства блок синхронизации 14, работающий в режиме автогенерации, вырабатывает очеред- Ной импульс, который запускает генератор импульсов 1, ставит.в исходное состо ние коммутатор 15, первый 5, второй 10 и третий 17 временные селекторы , а также в единичное состо ние формирователь 7 временного интервала . Коммутатор 15 пропускает им-у пульс на пьезоизлучатель 2, возбух- деннь1й импульсом, поступившим с 1-го выхода коммутатора 15, он излучает ультразвуковой сигнал, который проходит в исследуемой среде рассто ние 1 и через врем 7 поступает на пьезо приемник 3. Сигнал с пьезоприемника 3 приходит через фильтр 4 и посту- пает на первый 5 временной селектор, а с его выхода на вход порогового устройства 6 с заданным порогом срабатывани . Когда уровень сигнала на входе порогового 6 устройства пре- вышает заданный порог срабатывани , на его выходе вырабатываетс импульс , который поступает на вход формировател 7 временного интервала и переводит его в нулевое состо ние. Сформированный интервал времени Т будет однозначно св зан с измер е-. мой скоростью звука, так как врем прохождени ультразвуковым сигналом рассто ние 1 между пьезоизлучателем и пьезоприемником однозначно св зано со скоростью ультразвука в газовом потоке. Сформированный временной интервал функциональным преобразо вателем 8 преобразуетс в значение скорости звука в газовом потоке, и это значение в цифровом виде передаетс на вход Запись цифрового магнитофона 9, Дл поддержани темпе- ратуры пьезоизлучател и пьезопри- енника посто нной используетс схема авторегулировани расхода оклалщаю- щей жидкости, содержаща второй временной JO селектор, пиковый детектор

0

5

с 0

5 0 5 0 5 д 5

11, усилитель J2, систему охлаждени 13 преобразовалелей.

Схема автоматического контрол надежности акустического контакта между пьезоизлучателем и волноводом, а также между пьезоприемником и волноводом основана на посто нном слежении за величиной амплитуды ультразвукового сигнала, отраженного от торцов волноводов пьазоизлучател 2 и пьезоприемника 3, Частота контрол надежности акустического контакта устанавливаетс с помощью коммутатора 15. Во врем контрол сигнал с генератора импульсов 1 одновременно поступает на пьезоизлучатель 2 и пьезоприемник 3. Дл анализа величины амплитуды временные селектора 10 и 17 пропускают только п тикратно отраженный сигнал. Это необходимо дл временной разв зки отраженного сигнала и электрической наводки от импульса , возбуждающего пьезопреобра- зователи. Отраженный сигнал, прошедший временной селектор 10 (17) поступает на вход компаратора 16 (18), где сравниваетс с опорным напр жением , и в случае, если его величина окажетс меньше опорного напр жени , срабатьшает индикатор 19, Величина опорного напр жени устанавливаетс при надежном контакте пьезоэлементов с волноводом, что можно легко определить с помощью осциллографа во врем монтажа электроакустического канала . Таким образом, если с течением времени или под воздействием высокотемпературной окружающей среды измен ютс параметры контакта, то соответственно уменьшитс амплитуда отраженного сигнала и сработает сигнализаци .

Все элементы устройства могут быть реализованы на стандартных микросхемах .

Ультразвуковой термометр позвол ет повысить точность измерени тем- дературы газовой среды, что расшир ет область его применени при построении АСУ сложных технологических процессов в химической промьшшеннос- ти и в энергетике.

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковой термометр, содержа- пщй генератор импульсов, подключенный к пьезоизлучателю, акустически св - за нному с пьезоприемникои, выход

которого подключен к последовательно соединенным фильтру, первому временному селектору, пороговому устройству , формирователю временного интервала, функциональному преобразователю и цифровому магнитофону, при этом пьезоизлучатель подключен к последовательно соединенным второму вре менному селектору, пиковому детекто- РУ усилителю, выход которого подключен к управл ющему входу системы охлаждени , и блок синхронизации, управл ющие выходы которого подклю- чёнь1 к управл ющим входам генератора импульсов, первого и второго-вре мен- нах селекторов и формирователи временного интервала, о тличаю- щ и и с тем, что, с целью повьше- ни точности измерени ,путем уменв шени ошибки измерени , вызванной -

изменением параметров акустического контакта между волноводом и пьезо- злементом с течением времени и под воздействием высокотемпературной окружающей среды, в него введены татор, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход - к пьезойзлучателю и второму временному селектору, второй выход - к пьезоприемнику и третьему временному селектору, выход которого подключен к последовательно соединенным третьему компаратору и индикатору , Эыход второго временного селектора подключен к последовательно соединенным второму компаратору и индикатору, управл ющие входы коммутатора и третьего временного селектора подключены к выходу блока синхронизации- .