Струйно-акустический датчик температуры

Авторы патента:

СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий входное сужающееся сопло с профилированным насадком, цилиндрический резонатор, размещенный напротив входного сужающегося сопла, и преобразователь пульсаций давления, размещенные в камере с выходными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, камера снабжена регулируемым по длине цилиндрическим насадком , соосным с входным соплом и цилиндрическим резонатором, при этом преобразователь пульсаций давления установлен на глухом конце цилиндрического насадка, а выходные отверстия выполнены на боковой стенке камеры. (Л О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5114 G 01 К 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653210/24-10 (22) 18.10.83 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) И. И. Власов и И. Г. Зисер (71) Казанский ордена Трудового Красного

Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (53) 534.615 (088.8) (56) Патент США № 3769839, кл. G Ol К 11/26, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 823901, кл. G 01 К 11/26, !979. (54) (57) СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЛ

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий

„„ЯО „, 1171671 входное сужающееся сопло с профилированным насадком, цилиндрический резонатор, размещенный напротив входного сужающегося сопла, и преобразователь пульсаций давления, размещенные в камере с выходными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, камера снабжена регулируемым по длине цилиндрическим насадком, соосным с входным соплом и цилиндрическим резонатором, при этом преобразователь пульсаций давления установлен на глухом конце цилиндрического насадка, а выходные отверстия выполнены на боковой стенке камеры.

1171671

Изобретение относится к области термометров и может быть использовано для измерения температуры газовых потоков.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых температур.

На фиг. 1 показана схема проточной части предлагаемого датчика; на фиг. 2вЂ” разрез А вЂ” А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” зависимость относительнои амплитуды выходного сигнала от относительного диаметра камеры вЂ” звукопровода; на фиг. 4 вЂ” про- !О точная часть; на фиг. 5 вЂ” зависимость выходного сигнала датчика вЂ” относительной частоты вЂ” для двух форм выходного канала от отношения давлений на устройстве в целом.

Устройство содержит суживающееся сопло 1 с профилированным насадком, цилиндрический резонатор 2, помещенные в камеру 3 с выходным суживающе-расширяющимся каналом 4 и преобразователем 5 пульсаций давления. 20

Устройство работает следующим образом.

При создании минимального потребного для функционирования датчика отношения давлений П = P

«бочкоооразными» структурами скачков уплотнения. За счет взаимодействия газовой струи с резонатором 2 возникают высокочастотные колебания давления, которые распространяются из зоны взаимодействия вдоль камеры 3 и воспринимаются преобразователем 5 импульсаций давления. В преобразователе, обычно пьезоэлектрического типа, пульсации давления преобразуются в электрические импульсы, частота следования которых связана с температурой торможения газовой струи соотношением f = С) Т. 40

Расположение преобразователя пульсаций давления на глухом конце камеры большого удлинения (d//1 ) 10) позволяет при измерении высоких температур вынести его в зону пониженной температуры и сохранить работоспособность датчика.

С другой стороны известно, что при передаче акустического сигнала по звукопроводу его амплитуда падает с увеличением относительной длины звукопровода

1/d. Проведенные эксперименты по опредению затухания амплитуды сигнала струйноакустического датчика представлены на фиг. 3. Как показали эти исследования, при отношении длины камеры к ее диаметру

10:i, относительное падение амплитуды менее 10%, а при 1/d = 100:1 амплитуда уменьшается в 2,5 раза. Так как при этом абсолютные значения амплитуды сигнала достигают уровня 200 mv, а приемлемое значение входного сигнала для устойчивой работы вторичной аппаратуры 10mv 15 (А =

=0,05 вЂ” 0,075), то максимальное удлинение камеры вЂ” звукопровода следует ограничить

6/d=400 (см. фиг. 2).

Расположение выходного отверстия камеры, играющего роль стабилизатора отношения давлений на сопле, в боковой стенке камеры не создает препятствий в передаче акустического сигнала по камере-звукопроводу из зоны генерации к преобразователю пульсаций давления. Выполнение выходного отверстия в виде суживающерасширяющегося канала позволяет уменьшить потери полного давления при течении газа и повышает экономичность устройства в целом.

Проведены испытания модели осесимметричного струйно-акустического датчика температуры, проточная часть которого показана на фиг. 4. Датчик работает на частотах от 2 до 8 кГц в зависимости от длины резонатора L с амплитудой сигнала преобразователя, помещенного на конце камерызвукопровода длиной 1000 мм при внутреннем диаметра 10 мм (удлинение 1/д =

100) от 150 mv при f= 3 кГц до 30mv при f = 6 кГц. Зависимости относительной частоты выходного сигнала от отношения давлений для двух видов выходного канала (фиг. 5) показывают, что минимальное потребное отношение давлений для достижения погрешности по частоте датчика меньше 1%; соответственно равно для сух живающе-расширяющегося канала П хян

=4,0, для выходного отверстия Д „„= 5,0.

1171671!

171671

104

101 а г

Редактор Л. Зайцева

Заказ 4853/35

Составитель Ю. Андриянов

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ультразвуковое устройство для измерения температуры // 945683

Способ измерения температуры газа // 909589

Устройство для измерения температуры // 892237

Устройство для измерения температуры // 881542

Ультразвуковой преобразователь температуры // 877361

Ядерный квадрупольно-резонансный термометр // 834411

Устройство для измерения температуры // 807771

Устройство для измерения температуры газа // 627355

Струйный датчик температуры газа // 533840

Устройство для измерения температуры // 2193170

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно к технике измерения температур путем измерения частоты инфразвуковых колебаний в газе выделенного объема

Способ определения физических параметров газожидкостных систем и устройство для его осуществления // 2089859

Способ определения физических параметров газожидкостной системы и устройство для его осуществления // 2089860

Устройство для дистанционного измерения температуры // 2020434

Ультразвуковой преобразователь температуры // 1234732

Изобретение относится к контактной термометрии и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, требующих измерения высоких температур

Способ определения температуры газовой среды // 1471818

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании нестационарных тепловых процессов в газовых средах.Цель изобретения - осуществление измерения и контроля температуры газовой среды внутри герметичных оболочек

Устройство для измерения температуры // 1672240

Изобретение относится к струйно-акустическим измерительным устройствам и позволяет повысить точность измерения температуры

Способ и устройство для измерения технологического параметра текучей среды в скважине // 2531422

Изобретение относится к области измерения технологических параметров в скважине и может быть использовано для передачи информации с забоя скважины на поверхность посредством акустической связи. Техническим результатом является обеспечение измерения в режиме реального времени свойств скважинной текучей среды как во время бурения, так и во время эксплуатации скважины. Предложена система (100) датчиков для измерения технологического параметра текучей среды в скважинном местоположении, содержащая резонатор (110) параметра, который расположен в скважине (106), имеющий частоту резонанса, изменяющуюся в зависимости от технологического параметра текучей среды и который в ответ формирует резонансный акустический сигнал на частоте резонанса, указывающей технологический параметр. Кроме того система содержит акустический датчик (118), расположенный в местоположении вблизи над поверхностью, разнесенном от резонатора параметра, схему измерения (102), соединенную с акустическим датчиком, и акустический источник, соединенный с трубой в местоположении вблизи над поверхностью и разнесенном от резонатора параметра, размещенного в скважине. При этом акустический датчик выполнен с возможностью приема резонансного акустического сигнала, передаваемого с резонатора параметра, схема измерения выполнена с возможностью формирования выходного сигнала технологического параметра, соответствующего технологическому параметру текучей среды, в ответ на принятый резонансный акустический сигнал, а акустический источник выполнен с возможностью передачи акустического сигнала в скважину. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ измерения температуры полимерного покрытия волоконного световода // 2543695

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры полимерной оболочки волоконного световода. Способ измерения температуры полимерного покрытия волоконного световода состоит в проведение калибровки устройства путем осуществления внешнего нагрева оптического волокна и измерении зависимости резонансной частоты амплитудно-частотной характеристики колебательного контура от измеряемой термоконтроллером температуры. Температура полимерного покрытия при распространении излучения в оптическом волокне определяется при помощи сопоставления сдвига резонансной частоты колебательного контура с калибровочными коэффициентами. Данный метод позволяет измерять температуру полимерной оболочки оптического волокна в условиях прохождения оптического излучения, а также и других полимерных нитевидных структур. Технический результат - повышение точности определения температуры полимерного покрытия волоконного световода. 5 ил.

Способ измерения изменения температуры объекта относительно заданной температуры // 2549223

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения и мониторинга малых изменений температуры. Заявлен способ измерения температуры объекта с помощью чувствительного элемента (ЧЭ), представляющего собой стандартный двухвходовой резонатор на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Измерения производятся следующим способом. При заданной температуре измеряется резонансная частота резонатора. Затем на этой частоте измеряется изменение фазы отраженного сигнала от преобразователя. Изменения фазы соответствуют изменениям температуры в окрестности заданной температуры. Количественное соответствие достигается при использовании соответствующей калибровки. При таком способе измерений (не используя усреднений) достигается более высокое разрешение по температуре (как минимум на два порядка величины) по сравнению с известными аналогами. Технический результат - повышение точности измерения температуры объекта в реальном масштабе времени. 6 ил.