SU1651114A1 - Method for temperature measurements - Google Patents
Method for temperature measurements Download PDFInfo
- Publication number
- SU1651114A1 SU1651114A1 SU894640264A SU4640264A SU1651114A1 SU 1651114 A1 SU1651114 A1 SU 1651114A1 SU 894640264 A SU894640264 A SU 894640264A SU 4640264 A SU4640264 A SU 4640264A SU 1651114 A1 SU1651114 A1 SU 1651114A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- oscillations
- temperature
- phase difference
- probe
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к термометрии , а именно к средствам измерени температуры газовых сред по скорости распространени звука в газе. Целью изобретени вл етс повышение точности определени температуры газовых сред. Генерируют непрерывные периодические электрические сигналы на исходной частоте (зондирующий и опорный), преобразуют электрический зондирующий сигнал в акустические колебани , излучаемые в исследуемую газовую среду. После прохождени посто нной акустической базы акустические зондирующие колебани принимают и преобразуют в электрические колебани . Разность фаз между зондирующими и опорными колебани ми фиксируют. Измен ют частоту колебаний до значени соответствующего первоначальной разности фаз, и определ ют температуру исследуемой среды по разности частот колебаний после фиксировани первоначальной разности фаз между зондирующими и опорными колебани ми. После этого дополнительно нагревают исследуемую среду источником тепла известной мощности.Частоту генерируемых электрических сигналов измен ют до величины , при которой восстанавливаетс ранее измеренное значение разности фаз зондирующего и опорного сигналов , после чего величину регистрируют . Температуру среды Т определ ют по результатам измерений по известной зависимости. 1 ил. (Л с о елThe invention relates to thermometry, namely to means for measuring the temperature of gaseous media by the speed of sound propagation in a gas. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the temperature of gas media. Generate continuous periodic electrical signals at the source frequency (probe and reference), convert the electrical probe signal into acoustic oscillations emitted into the gaseous medium under study. After passing through a constant acoustic base, acoustic sounding oscillations are received and converted into electrical oscillations. The phase difference between the probe and reference oscillations is fixed. The oscillation frequency is changed to the value of the corresponding initial phase difference, and the temperature of the test medium is determined from the difference in the oscillation frequency after fixing the initial phase difference between the probe and reference oscillations. After this, the test medium is additionally heated with a heat source of known power. The frequency of the generated electrical signals is changed to the value at which the previously measured value of the phase difference between the probe and reference signals is restored, after which the value is recorded. The temperature of the medium T is determined from the results of measurements according to a known dependence. 1 il. (L with about ate
Description
Изобретение относитс к термометрии , а именно к измерени м температуры преимущественно газовых сред по скорости распространени звука в газе .The invention relates to thermometry, in particular to temperature measurements of predominantly gaseous media based on the speed of sound in a gas.
Цель изобретени - повышение точности определени температуры.The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature determination.
На чертеже представлена схема устройства , реализующего предлагаемый способ определени температуры газовых сред.The drawing shows a diagram of a device that implements the proposed method for determining the temperature of gaseous media.
Устройство содержит генератор 1 электрических колебаний регулируемой частоты с цифровым частотомером 2, последовательно соединенные усилитель 3 мощности, акустическую камеру 4 с акустическим излучателем 5, приемником 6 и электронагревателем 7, усилитель 8 напр жени и фазометр 9, опорный вход которого подключен непосредственно к генератору 1, регулируемый источник 10 питани , соедиценный через цифровой амперметр 11 с нагревателем 7 акустической камеры 4, котора термоизолирована от окружающей среды и подогреваетс регу- лируемым источником 10 питани .The device contains a variable-frequency electric oscillator 1 with a digital frequency meter 2, a power amplifier 3 connected in series, an acoustic chamber 4 with an acoustic emitter 5, a receiver 6 and an electric heater 7, a voltage amplifier 8 and a phase meter 9 whose reference input is connected directly to the generator 1, regulated power supply 10 connected via a digital ammeter 11 to heater 7 of the acoustic chamber 4, which is thermally insulated from the environment and heated by a controlled source com 10 food.
Способ определени температуры газовых сред осуществл ют следующим образом.The method for determining the temperature of gaseous media is carried out as follows.
Возбуждают непрерывные электри- ческие колебани на исходной частоте f,, которую измер ют цифровым частотомером. Непрерывные колебани частоты f раздел ют на зондирующие и опорные. Преобразуют электрические колебани в акустические колебани и излучают их в акустическую камеру с исследуемой газовой средой и посто нной акустической базой 06 . Принимают прошедшие исследуемую среду зондирующие акустические колебани и преобразуют их в электрические колебани . Фиксируют фазометром разность фаз между зондирующими и опорными электрическими колебани миContinuous electric oscillations are excited at the initial frequency f, which is measured by a digital frequency meter. Continuous oscillations of the frequency f are divided into probe and reference. They transform electrical oscillations into acoustic oscillations and emit them into an acoustic chamber with the gas medium under study and a constant acoustic base 06. Accepted acoustic oscillations are passed through the test medium and convert them into electrical oscillations. The phase meter is used to fix the phase difference between the probe and reference electrical oscillations.
J5P (1) J5P (1)
JfR где а - - коэффициент, определ в- JfR where a - is the coefficient determined by
I мый составом газовойI am the composition of the gas
на электрической мощности, рассеиваемой нагревателем камерыon electric power dissipated by camera heater
ДТ KI2 R,DT KI2 R,
(3)(3)
где R - электрическое сопротивлениеwhere R is the electrical resistance
нагревател камеры; К - коэффициент, учитывающий тепловую св зь между нагревателем и газовой средой камеры. Увеличивают частоту зондирующих и опорных колебаний до получени первоначальной разности фазchamber heater; K - coefficient taking into account the thermal connection between the heater and the gas environment of the chamber. Increase the frequency of probe and reference oscillations to obtain the initial phase difference
Ц-ИП--Г г-Ч,,C-IP - Mr. GH ,,
Ja(T + AT)Ja (T + AT)
где ,+where +
+ Af+ Af
- измененное значение- modified value
частоты колебаний.oscillation frequency.
Измер ют полученное значение частоты fg цифровым частотомером.The obtained value of the frequency fg is measured by a digital frequency meter.
Приравнива (4) и (1), получаютEquating (4) and (1), get
(f, + Д f)(X Ј((f, + D f) (X Ј (
t т -р t t r
(Т + &) аТ(T + &) aT
(5)(five)
После преобразовани выражени (5) имеютAfter conversion, expressions (5) have
((
II
срwed
-- - отноше- Су- - relationship
ние удельных теплоемкос тей, R - универсальна газова посто нна , гц - молекул рна масса газа ) ; Т - температура исследуемойspecific heat capacity, R - universal gas constant, Hz - molecular weight of gas); T is the temperature of the investigated
среды.environment.
Вначале фиксируют разность фаз Ц, соответствующую измер емой температуре Т. Затем дополнительно нагревают акустическую камеру, пропуска через ее нагреватель электрический ток. Величину тока выбирают такой, чтобы показание фазометра уменьшилось на 2-3% (на два - три делени при 100 делени х шкалы фазометра)First, they fix the phase difference C, corresponding to the measured temperature T. Then the acoustic chamber is additionally heated, passing an electric current through its heater. The magnitude of the current is chosen such that the reading of the phase meter decreases by 2-3% (two to three divisions with 100 divisions of the phase meter scale)
Ь- 2B- 2
ОбAbout
-Ja(T + UT)-Ja (T + UT)
(2 (2
где ДТ - дополнительный нагрев исследуемой средьиwhere DT - additional heating of the studied medium
Температура дополнительного нагре- ва исследуемой среды, наход щейс в акустической камере, пропорциональ (f, + Af -Ј4ЛИ +siThe temperature of the additional heating of the test medium in the acoustic chamber is proportional to (f, + Af –Ј4LI + si
-4-four
&Т& T
(6)(6)
При указанном перегреве исследуемой среды (изменение показани фазометра на 2-3 делени ) & Т « Т и поэтомуWith the indicated overheating of the test medium (changing the phase meter reading by 2-3 divisions) & T "T and therefore
4four
i &т «. 1 АТi & t. " 1 AT
1 + т 1 + 2Т1 + t 1 + 2T
(7)(7)
Подставл (7) в (6) с учетом выражени (3), получаютSubstituting (7) into (6) with regard to expression (3), receive
w.«t-f,.«,|I-SiiSf.w. "t-f,.", | I-SiiSf.
(8)(eight)
Решив уравнение (8) относительно температуры, получаютHaving solved equation (8) with respect to temperature, one obtains
f KP-Rf KP-R
- Ј 2 fT - 2 - Ј 2 fT - 2
(9)(9)
Из полученного выражени (9) следует , что измер ема температура не зависит от состава исследуемой смеси ( у и |К ) и посто нства акустиэ16511From the obtained expression (9) it follows that the measured temperature does not depend on the composition of the mixture under study (y and | K) and the constancy of acoustics.
ческой базы об Исключаютс также погрешности от неравномерности амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) излучателей и приемников акустических j колебаний.Also, errors due to the non-uniformity of the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the emitters and receivers of acoustic j oscillations are excluded.
Определение коэффициента тепловой св зи К, вход щего в расчетную формулу (9), осуществл ют в процессе калибровки акустической камеры.Дл этого осу- ю ществл ют дополнительный нагрев контролируемой среды из услови (2) и измер ют температуру среды Т0. Затем нагрев компенсируют соответствующим изменением частоты колебаний15 и по измеренным значени м f, fЈ, In и Id определ ют общий термический коэффициентDetermination of the coefficient of thermal coupling K included in the design formula (9) is carried out during the calibration of the acoustic chamber. For this, additional heating of the controlled medium is performed from condition (2) and the temperature of the medium T0 is measured. The heating is then compensated for by a corresponding change in the oscillation frequency15 and from the measured values of f, fЈ, In and Id determine the total thermal coefficient
KRKR
ТT
iSVLjyio Гааз. (10)iSVLjyio Haas. (ten)
L A JL a j
В дальнейшем термический коэффиKR циент камеры (% г-) используетс In the following, the thermal coefficient KR of the chamber chamber (% d-) is used
дл определени температуры исследуемых сред,.to determine the temperature of the test media.
Способ определени температуры реализуетс в устройстве следующим образомThe method of determining the temperature is implemented in the device as follows.
Генератор 1 через усилитель 3 мощности возбуждает в излучателе 5 незатухающие акустические колебани , которые проход т исследуемую среду камеры А и воспринимаютс приемки- ком 6„ Прин тые колебани усиливаютс усилителем 8 и поступают на сигнальные входы фазометра 9, на опорный вход которого поступают непосредственно .колебани генератора 1. Вначале по амперметру 11 устанавливаетс нулевое значение тока нагревател 7 акустической камеры А.Частоту колебаний генератора 1 вдипазаоне 1- 2 кГц устанавливают такой, чтобы фа- зометр 9 давал нулевое показание. Значение этой частоты f измер ют цифровым частотомером 2. Затем через нагреватель 7 пропускают ток от регулируемого источника 10 такой величины, чтобы указать, что фазометр 9 отклонилс на 2-3 делени от нул . После получени установившегос отклонени фазометра с учетом тепловой инерционности камеры 4 измер ют величину тока амперметром 11 и измен ют частоту колебаний генратора 1 до восстановлени нулевого показани фазометра 9. СоответствуGenerator 1, through power amplifier 3, excites in the emitter 5 undamped acoustic oscillations which pass through the test medium of chamber A and are perceived by acceptance 6 6. generator 1. Initially, the ammeter 11 is set to the zero value of the current of the heater 7 of the acoustic chamber A. The oscillation frequency of the generator 1 in the dipole 1-2 1-2 kHz is set such that the phase meter 9 gives zero reading. The value of this frequency f is measured by a digital frequency meter 2. Then a current is passed through the heater 7 from an adjustable source 10 of such magnitude to indicate that the phase meter 9 deviated by 2-3 divisions from zero. After obtaining a steady-state deviation of the phase meter, taking into account the thermal inertia of the chamber 4, the current is measured by an ammeter 11 and the oscillation frequency of the generator 1 is changed until the zero reading of the phase meter 9 is restored.
j j
5 five
00
5five
00
, о о oh oh
5five
1414
ющее значение частоты f генератора 1 измер етс частотомером 2, По измеренным значени м частот Ј и f2 и величине тока по формуле (9) рассчитывают температуру исследуемой среды. Значение термического циента J7 определ ют в процессе калибровки акустической камеры. Дл индикации разности фаз зондирующих и опорных колебаний используют электронный фазометр Ф2-16, отсчет частоты колебаний генератора 1 осуществл етс по электронно-счетному частотомеру 43-34 и электрического тока по цифровому амперметру «ь-564 . В качестве камеры 4 используют термостатированную камеру от акустического газоанализатора типа УЗГ с пьезокерами- ческими излучателем и приемником. Нагреватель камеры отключен от терморегул тора и подключен к регулируемому источнику питани типа Б8-27.The frequency f of generator 1 is measured by a frequency meter 2. From the measured values of the frequencies and f2 and the current value, the temperature of the medium under investigation is calculated using formula (9). The value of thermal temperature J7 is determined during the calibration of the acoustic chamber. To indicate the phase difference between the probe and reference oscillations, an electronic phase meter F2-16 is used, the oscillation frequency of the generator 1 is read by an electron-counting frequency meter 43-34 and an electric current by a digital ammeter L-564. A thermostatic chamber from an ultrasonic gas analyzer of the type UZG with a piezoceramic transmitter and receiver is used as the chamber 4. The chamber heater is disconnected from the thermostat and connected to an adjustable power source of type B8-27.
В качестве исследуемой среды используетс углекислый газ (скоростьCarbon dioxide is used as the test medium (
распространени при 20°С 258,3 м/с), температура которого измен етс от +25 до +150°С. Погрешность измерени не превышает Н),1°С. distribution at 20 ° C (258.3 m / s), the temperature of which varies from +25 to + 150 ° C. The measurement error does not exceed H), 1 ° C.
Использование предлагаемого способа наиболее эффективно дл определени температуры агрессивных и токсичных газовых смесей, например парогазовых смесей из различных галогенов, используемых в технологическом процессе получени оптических волокон.Using the proposed method is most effective for determining the temperature of aggressive and toxic gas mixtures, for example steam-gas mixtures of various halogens, used in the process of obtaining optical fibers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894640264A SU1651114A1 (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Method for temperature measurements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894640264A SU1651114A1 (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Method for temperature measurements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1651114A1 true SU1651114A1 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=21424096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894640264A SU1651114A1 (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Method for temperature measurements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1651114A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113813876A (en) * | 2021-10-13 | 2021-12-21 | 长春市吉达自动化系统有限公司 | Sorbitol production system based on full-automatic control by temperature change and pressure-controlled reation kettle |
-
1989
- 1989-01-24 SU SU894640264A patent/SU1651114A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1489338, кп. G 01 К 7/30, 23.03.87. Бражников Н.И. Ультразвукова фа- зометри . М.: Энерги , 1968, с. 91 и 92. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113813876A (en) * | 2021-10-13 | 2021-12-21 | 长春市吉达自动化系统有限公司 | Sorbitol production system based on full-automatic control by temperature change and pressure-controlled reation kettle |
CN113813876B (en) * | 2021-10-13 | 2024-05-14 | 长春市吉达自动化系统有限公司 | Sorbitol production system based on full-automatic control by temperature change and pressure-controlled reation kettle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HUP9901152A2 (en) | Stress testing and relieving method and apparatus | |
Ewing et al. | Primary acoustic thermometry betweenTá= á 90 K andTá= á 300 K | |
US5477726A (en) | Apparatus for determining the density of liquids and gases from a period of an oscillator filled with a test sample | |
CN108614224B (en) | Automatic calibration system and method for air chamber working temperature of CPT magnetometer | |
SU1651114A1 (en) | Method for temperature measurements | |
CN117232553A (en) | Error measurement method and device for laser gyro | |
US7031861B2 (en) | Apparatus and method for calibrating a resistance thermometer and gas analyzer employing same | |
Kuramoto et al. | Improvement in the volume determination for Si spheres with an optical interferometer | |
Hart et al. | Optical measurement of the speed of sound in air over the temperature range 300–650 K | |
Hirao et al. | Cryostat for semiautomatic measurement of heat capacity and elastic moduli between 1.6 and 400 K | |
RU225686U1 (en) | Device for determining the thermal diffusivity of materials | |
SU720567A1 (en) | Method of measuring electron temperature of plasma placed in magnetic field | |
SU879429A1 (en) | Conductivity apparatus | |
JP3432415B2 (en) | Vibrating tube density meter | |
SU1267242A1 (en) | Method of determining thermal physical properties of materials | |
SU987412A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU1293626A1 (en) | Device for determining ultrasound velocity | |
SU958876A1 (en) | Device for measuring non-electrical values | |
RU2045049C1 (en) | Device for measuring temperature-conductivity coefficient of materials | |
SU862398A1 (en) | Electrical acoustic path graduation method | |
SU1221624A1 (en) | Method of measuring frequency errors of thermoelectric temperature transducers | |
SU1357708A1 (en) | Method of contactless measurement of flat article thickness | |
RU1776350C (en) | Method and device for determining thermal diffusivity of material | |
SU309628A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE VARIABLES OF THE VIBRATIONAL SYSTEM | |
SU945683A1 (en) | Ultrasonic device for measuring temperature |