SU949352A2 - Ультразвуковой измеритель температуры газовых сред - Google Patents

Description

(S) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВЫХ СРЕД

1

Изобретение относитс  к температурным измерени м, и предназначено дл  измерени  температуры высокотемпературных газовых потоков.

По основному авт. св. № 711383 известен ультразвуковой измеритель температуры газовых сред, содержащий генератор импульсов, излучатель и приемник акустических колебаний, последовательно соединенные селек- to тор, блок задержки, триггер, два интегратора , генератор пилообразного напр жени , схему сравнени  и частотомер , причем выход генератора импульсов соединен со входом селектора, вы-15 ход приемника соединен со вторыми входами триггера и генератора пилообразного напр жени , а выход схемы сравнени  соединен со входом генератора импульсов и вторыми входами ин- 20 теграторов 1.

Недостатком устройства  вл етс  зависимость результатов измерени  от рассто ни  между излучателем и

приемником акустических колебаний, что не позвол ет с высокой точностью измер ть температуру объектов различной прот женности.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуры объектов различной прот женности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ультразвуковой измеритель температуры газовых сред введен измеритель рассто ни  между излучателем и приемником акустических колебаний, а в интеграторы дополнительно введены схемы регулировани  посто нной интегрировани  соединенные с выходом измерител  рассто ни .

На .фиг. 1 представлена структурна  схема; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений, по сн ющие работу устройства .

Измеритель содержит генератор 1 импульсов, излучатель 2 акустических колебаний с волноводом 3, п;5иемник акустических колебаний, включающий волновод и преобразователь 5 акусти ческих колебаний в электрический сигнал и приемник 6, селектор 7 блок 8 задержки,Vтриггер 9, интеграторы 10 и 11 : со схемами регулировани  посто ннрй интегрировани , генератор 12 пилообразного напр жени , схему 13 сравнени , частотомер И и измеритель 15 рассто ни . Устройство работает следующим образом , В начальный момент времени tg (фиг. 2а) генератор 1 импульсов создает импульс напр жени , который возбуждает излучатель 2 и одновременно запускает селектор 7. Во врем  действи  электрического импульса излучатель 2 возбуждает в акустическом волноводе 3 импульс (фиг. 26), кото рый торцом этого волновода излучаетс  „ .„1°.:.,....... .„«.. . « „. в исследуемую СреДу, например в поток высокотемпературного газа. Возбужденные ультразвуковые волны распро стран ютс  по исследуемой среде, принимаютс  приемником акустических колебаний, в котором преобразователем Ь акустических колебаний преобразуютс  в электрический сигнал (фиг. 2в), приемником 6 усиливаютс , нормируютс  по амплитуде и длительности (фиг. 2г). Сигнал на выходе приемника запаздывает относительно момента t на временной интервал г« С.. где Т- - врем  задержки сигнала в электрических цеп х и в приемнике 6; . fg, - врем  задержки в волноводе; Tj врем  задержки в исследуемой среде. Некотора  часть энергии излучаемых ультразвуковых колебаний отражаетс  от границы волновод - исследуема  ере среда из-за различи  акустических импедансов волновода и среды. Отраженный акустический импульс (фиг. 2д) излучателем 2, в качестве которого ис пользуетс  обратимый преобразователь, например пьезоэлектрический, преобра эуетс  в электрический сигнал, селектируетс  селектором 7 и поступает на 8ХОД блока 8 задержки, врем  задержки которого равноСэС выхода блока 8 задержки сигнал (фиг. 2е) поступает на первый вход ; 4 триггера 9 с временным сдвигом относительно момента времени to равным 2 г На второй вход триггера 9 поступает сигнал с временным сдвигом to . Таким образом, на выходе триггера 9 формируетс  пр моугольный импульс с длительностью (1 Q ( фиг. 2ж). Этот импульс подаетс  на первый интегратор 10, на выходе которого образуетс  импульс (фиг. 2и), амплитуда которого где Ugx амплитуда импульса на входе интегратора; К - посто нна  интегрировани  интегратора. Сигнал с выхода интегратора 10 , i поступает на интегратор 11, на выходе которого образуетс  импульс (фиг. 2к) с амплитудой и (K K UexfS)/2 Сигнал с выхода интегратора 11 поступает на вход генератора 12 пилообразного напр жени , который формирует инейно убывающее напр жение, измен ющеес  от максимального значени  до нул , поступающее на вход схемы 13 сравнени . В момент, когда напр жение на выходе генератора 12 достигает нулевого значени , схема сравнени  вырабатывает импульс напр жени , который запускает генератор 1 импульсов и устанавливает интеграторы 10 и 11 в начальное состо ние. Процесс измерени  температуры повтор етПериод ОДНОГО цикла измерени  .,K,OexC {, ., «..1 посто нный коэффициент, Частотомер 14 измер ет частоту следовани  импульсов на выходе схемы 13 сравнени , котора  равна О exS -i i Измеритель 15 рассто ни  измер ет рассто ние между волноводами излучател  и приемника. |1ри выполнении услови  К К,2. Т которое автоматически обеспечивает-

с  схемами регулировани  посто нной времени интеграторов по сигналу с измерител  рассто ни , частота следовани  импульсов пр мо пропорциональна квадрату скорости V ультразвука $ в среде и соответственно пр мо пропорциональна измер емой температуре.

Наличие новых элементов обеспечивает независимость показаний измерител  температуры от рассто ни  между излу- Ю чателем и приемником ультразвуковых колебаний, что позвол ет с высокой точностью измер ть температуру газовых сред различной прот женности.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 711383, кл. G 01 К /2, 1977 (прототип).

уг.2