Ультразвуковое устройство для измерения температуры

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические республик

< 945683

l ,г (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30. 04.80 (21) 2917008/18-10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 К 11/26

РвуааретеевИ кювтет

CCCP.яе авлам «зееретенив в втерытвв

Опубликовано 23. 07. 82 ° Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК. 539. 551 (088.8) (22) Авторы изобретения! . г

В.И.Прокопьев и B.Ñ.Êoíîíåíêî

Куйбышевский институт инженеров железнодврожного транспорта 1 (Vl) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для измерения температуры и может быть использовано для измерения температурных микропульсаций s средах.

Известно устройство для измерения температуры с помощью ультразвука, в котором изменение температуры ра бочей среды приводит к сдвигу Фазы ультразвуковой волны, принимаемой двумя пьезопреобразователями, разнесенными на определенное расстояние (1).

Недостатками указанного устройства являются невысокая чувствительность и большая погрешность измерения быстропеременных температур.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для измерения температуры, содержащее генератор электромагнитных колебаний с акустической обратной связью, резонатор и блок индикации (2).

Недостатком известного устройст» ва является низкая точность измере5 ния микропульсаций температуры.

Цель изобретения - повышение точночти измерения быстропеременных тем" ператур.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй генератор с акустической обратной связью, смеситель, входы которого соединены с выходами генераторов, à его выход - с одним из входов блока индикации, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а резонатор, идентичный первому и размещенный с ним в одном корпусе, причем в стенках ре20 зонаторов выполнены отверстия, пло-. щади которых отличаются между собой не менее, чем на два порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраны равными.

3 94

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит разъемный корпус 1, жестко закрепленные в нем ультразвуковые преобразователи 2-5, резонансные камеры 6 и 7 с отверстиями, 8 и 9, разделенные, для исключения их взаимного влияния, демпфи" рующей средой 10, генераторы 11 и 12, представляющие собой усилители, смеситель l3, блок 14 индикации, заглушки 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 устройства помещается в среду, температура которой измеря ется. Через отверстия 8 и 9 резонансные камеры 6 и 7 заполняются средой (жидкостью), служащей звукопроводом резонаторов, один из которых образо, ван ультразвуковыми преобразователями

2 и 3 и резонансной камерой 7, другой - ультразвуковыми преобразовате- . лями 4 и 5 и резонансной камерой 6.

При подаче электрического напряжения на электронную часть устройства, состоящую из усилителей 11 и 12, смесителя 13, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выходс одним из входов блока 14 индикации, второй вход которого соединен с выходами второго генератора, в резонансных камерах образуются стоячие акустические волны, ° частота которых определяется расстоянием между преобразователями 2, 3 и 4, 5 температурой жидкости, находящейся в резо-, нансных камерах 6 и 7, а также температурой самих преобразователей.

Благодаря выбору определенного соотношения площадей отверстий 8 и 9 частота генератора 11 определяется как быстрыми, так и медленными изме,нениями температуры контролируемой среды, а частота генератора 12 - толь ко медленными изменениями температу ры среды. Сигналы с выходов генера торов 11 и 12 поступают на .смеситель

13, в котором происходит выделение разностной частоты, пересчитываемой затем в температуру в блоке 14 индикации. Разностная частота, поступающая от смесителя 13, пропорциональна быстрым изменениям тем5683

4 пературы контролируемой среды, поскольку, благодаря равенству тепловых постоянных акустических резонаторов и их идентичности, погрешность, возникающая из-за изменения температуры самих преобразователей, размеров резонансных камер и медленных изменений температуры жидкости, сведена к минимуму.

ip Изобретение позволяет с высокой точностью (погрешность не превышает 13) измерять быстропеременные температуры жидкой среды. Пороговая чувствительность измерения составляет десятитысячные доли градуса. Для надежной работы устройства расстояние между преобразователями выбирается в пределах 0,5- 1,5 длины стоячей акустической волны, что обеспечивает возможность измерения температурных микропульсаций в очень малом объеме.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для измерения температуры, .содержащее генератор электромагнитных колебаний с акустической обратной связью, резонатор и блок индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, чту, с целью повышения точности измерения быстропеременных температур, в него дополнительно введены второй генеразз тор с акустической обратной связыр, смеситель, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выходс одним из входов блока индикации, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а резона40 тор, идентичный первому и размещенный с ним в одном корпусе, причем в стенках резонаторов выполнены отверстия, площади которых отличаются между собой не менее, чем на два

45 порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраны равными.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

sp 1. Патент Великобритании У 1073644, кл. Н 4 О, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

N 119700, кл . С 01 К 11/26, 1958.

945683

Составитель H. Соловьева

Редактор Н.Лазаренко Техред Е.Харитончик Корректор В.Бутяга

Закаэ 5317 59 Тираж Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,