SU838424A1 - Способ измерени температуры газовыхпОТОКОВ и уСТРОйСТВО дл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерения температур и может найти применение при измерениях температур газовых потоков. с

Известен способ измерения температуры потока газа посредством воздействия на поток ультразвуковыми колебаниями и регистрации температуры по измеренной фазе ультразвуковых колебаний fl].

Недостатком способа является низкая точность измерений, обусловленная неопределенностью сдвига фазы при распространении ультразвуковых колебаний по звукопроводам. 15

Известен также способ измерения температуры газовых потоков посредством прозвучивания потоков ультразвуковыми импульсами, заключающийся в том, что регистрируют интервал вре- 20 мени распространения импульсов по звукопроводам и прозвучиваемому потоку и определяют температуру по расчетной зависимости скорости звука от температуры

В этом способе для исключения влияния неопределенности температуры звукопроводов, по которым импульсы направляются в газовый поток, на результат измерения измерения проводят при различных расстояниях между передающим и приемным звукопроводами.Это приводит к погрешности, обусловленной неточностью установки звукопроводов относительно друг друга, и к значительным затратам времени на проведение измерений.

Цель изобретения - повышение, точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения температуры газовых потоков одновременно с регистрацией интервала времени распространения импульсов по звукопроводам и прозвучиваемому потоку,регистрируют интервал времени распространения импульсов, отраженных от торцов звукопроводов, расположенных в прозвучивае мом потоке газа.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит генератор, два пьезоэлемента, прикрепленные к передающему и приемному звукопроводам, каждый из которых подключен к электрической схеме, состоящей из последовательно соединенных блоков усиления, детектирования и формирования, при этом блок формирования пьезоэлемента на приемном звукопроводе соединен с •блоком временной селекции, а блок формирования пьезоэлемента на передающем звукопроводе соединен с блоком измерения интервалов'времени, который связан с блоком временной селекции, причем пьезоэлемент на передающем звукопроводе подктйочен к генера(гору непосредственно, а пьезоэлемент¹ на приемном звукопроводе подключен к блоку измерения временных интервалов, к блоку временной селекции и через введенную линию задержки к генератору.

На чертеже дана блок-схема устройства, реализующего предложенный способ .

В схеме генератор 1 связан с пьезоэлементом 2, который наклеен на передающий звукопровод 3. Пьеэоэлемент 2 связан с последовательной цепью из блоков .4 усиления, детектирования 5, формирования б и временной селекции 7, который, в свою очередь , связан с генератором электрических импульсов 1. На приемный звукопровод 8 наклеен пьезоэлемент 9. Приемный и передающий звукопроводы введены в исследуемый поток газа 10. Пьеэоэлемент 9 соединен с последовательной цепью из блоков усиления 11, детектирования 12, формирования 13 и измерения интервалов времени 14, который связан с блоком 7 временной селекции. Линия 15 задержки соединена с генератором 1, пьезоэлементом 9, блоком 11 усиления, измерителем 14 интервалов времени и блоком 7 временной селекции.

t t

Устройство работает следующим образом.

Электрические импульсы генератора возбуждают ультразвуковые колебания в передающем звукопроводе 3 с помощью пьезоэлемента 2. Кроме того, электрические импульсы генератора 1 после линии 15 задержки и импульсы, отраженные от свободного торца приемного звукопровода, возбуждают ультразвуковые колебания в пьезоэлементе 9. Пройдя исследуемый объем газа 10 и приемный звукопровод 8₍ ультразвуковые импульсы преобразуются пьезоэлементом 9 в этРектрическое напряжение, которое усиливается блоком 11 усиления, детектируется блоком 12 детектирования и формируется в блоке 13 формирования. Электрические импульсы генератора 1 и импульсы, отраженные от свободного торца передающего звукопровода 3, с пьезоэлемента 2 усиливаются блоком 4 усиления, детектируются блоком 5 детектирования, формируются блоком 6 формирования и передаются на блок 7 временной селекции, который выделяет импульсы, соответствующие отраженным от торцов передающего 3 и приемного 8 звукопроводов, а также импульс, соответствующий прошедшему по передающему 3 и приемному звукопроводам и проэвучиваемому объему газа 10.

Измеритель 14 интервалов времени производит измерение интервалов времени прохождения ультразвукового зондирующего импульса по передающему 3 и приемному 8 звукопроводам и прозвучиваемому объему газа 10(t) , интервал времени от момента посылки зондирующего ультразвукового импульса до момента прихода импульса, отраженного от свободного торца передающего звукопровода 3 , и интервал времени от момента посылки зондирующего импульса приемным пьезоэлементом 9 до момента прихода импульса, отраженного от свободного торца приемного звукопровода 8 .

Температура газового потока определяется по формуле п

Т=4В>· (2^ · k'. R' , где Т - абсолютная температура газа;

С - расстояние между торцами передающего и приемного звукопроводов в прозвучиваемом объеме газа;

Р - молекулярная масса газа;

к - показатель адиабаты; R - газовая постоянная.

Таким образом, дополнительные измерения интервалов времени распространения импульсов, отраженных от торцов звукопроводов, позволяют исключить влияние неоднородного распределения температуры по длине звукопроводов на точность измерения температуры газа.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяют значительно сократить время проведения измерений по сравнению с известным.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 105175, кЛ. G 01 К 11/22, 1955.

2.Ультразвук. Научные труды выс ших учебных заведений Литовской ССР. Вильнюс, Минтис, 1969, 2, с. 183

(прототип).