Устройство для измерения температурного поля

(51)5 6 01 К 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЛЬ40 госуда рького енн ниверченко4246784,публик. 1981. тельство СССР01 К 11/24, 198(56) Патент СШАкл. б 01 К 1/00, оАвторское свид1578520, кл. б Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для определения сложных температурных профилей стационарных и нестационарных тепловых полей, например, в ядерно-энергетических установках в условиях интенсивного радиационного воздействия, высоких давлений, наличия агрессивных сред и т. п.Целью изобретения является повышение точности измерений и снижение трудоемкости процессов измерения и обработки результатов.На чертеже приведена общая структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит два параллельных звуковода 1 и 2, первый из которых выполнен из материала с температурозависимым параметром Грюнайзена, а второй - из материала с температуронезависимым постоянным параметром Грюнайзена, два акустических детектора 3 и 4, акустически соединенных с одним из торцов звуководов 1 и 2 соответственно, измеритель 5 отношения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к термометрии, может быть использовано для измерения как стационарных, так и нестационарных температурных полей сложного пространственного профиля и позволяет повысить точность измерений и снизить трудоемкость процессов измерения за счет исключен ия влияния нестабильности параметров импульсного источника излучения. Устройство содержит звуководы 1 и 2 из материалов с зависящим и независящим от температуры параметром Грюнайзена соответственно, акустические детекторы 3 и 4, измеритель 5 отношения импульсных напряжений, регист ратор 6 и импульсный источник излучения.1 ил,импульсных напряжений, числительный вход которого соединен с выходом акустического детектора 3, а знаменательный вход - с выходом акустического детектора 4, регистратор 6, подключенный к выходу измерителя 5 отношения импульсных напряжений, и импульсный источник 7 излучения.В качестве материала звуковода 1 с температурозависимым параметром Грюнайзена могут быть использованы металлы и сплавы со структурным фазовым переходом 1-го или 2-го рода, например, редкоземельные металлы (диспрозий, гадолиний, тербий), сплавы с эффектом памяти формы с фазовым переходом типа аустенит - мартенсит (Сов А - М, Т 1%). Звуковод 2 с температуронезависимым параметром Грюнайзена может быть выполнен из меди, алюминия, титана и др. металлов.Звуководы 1 и 2 могут быть выполнены как одномерными в виде прямых стержней, так и искривленными вдоль траектории, совпадающей с профилем контролируемого тем пературного поля, например,. в, форме меандра, плоской или объемной спирали.Акустические детекторы 3 и 4;,ЪЫ 1 ж 1 ы обладать широкой полосой .п фск 1 гия, слабой зависимостью чувствит Фанти а температуры и могут быть изгщ 4 ены из широкополосной пьезокерамики с высоко- "температурной точкой Кюри, напрймер, типа 1 ДТС; ПКРи др.В. качестве импульсного источника 7 излучения могут быть использованы различные источники ионизирующего излучения (пучки ускоренных электронов, протонов ионов и др. элементарных частиц) и лазеры В последнем случае по крайней мере один из звуководов должен бьггь прозрачным для 15 лазерного излучения и может быть выполнен, например, из кварцевого стекла. Во всех случаях энергетические параметры источника 7 излучения должны быть выбраны так, чтобы было возможно пренебречь поглощением излучения по толщине последовательно расположенных на пути излучения звуководов. Так, при использовании ионизирующих частиц их длина свободного пробега в материале звуковода должна превышать суммарную толщину обоих звуководов. 25Устройство работает следующим образом.Для определения распределения температуры в среде звуководы 1 и 2 располагают параллельно друг другу с зазором вдоль линии определения температурного поля. ЗО После этого включают импульсный источник 7 излучения и обеспечивают локальный нагрев звуководов 1 и 2. При этом в теле звуководов 1 и 2 возникают термоакустические волны напряжений, которые распространяются без искажений вдоль оси звуко- З 5 водов и попадают в акустические детекторы 3 и 4, На выходе акустических детекторов 3 и 4 формируется электрический сигнал в виде импульсов напряжений, каждый из которых поступает на соответствующий вход измерителя 5 отношения импульсных напряжений. Выходной сигнал измерителя 5 отношения импульсных напряжений пропорционален отношению амплитуд термоакустических сигналов, несет информацию о величине температуры в каждой точке локального нагрева и не зависит от стабильности параметров импульсного источника 7 излучения.формула изобретенияУстройство для измерения температурного поля, содержащее первый звуковод, выполненный из материала с температурозависимым параметром Грюнайзена, первый акустический детектор, соединенный с первым звуководом, импульсный источник излучения и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости процессов измерения и обработки результатов, в него введены второй звуковод, выполненный из материала с температуронезависимым параметром Грюнайзена, расположенный параллельно первому звуководу с зазором относительно него и имеющий геометрические размеры, идентичные геометрическим размерам первого звуковода, второй акустический детектор, соединенный с вторым звуководом, и измеритель отношения импульсных напряжений, числительный вход которого соединен с выходом первого акустического детектора, знаменательный вход - с выходом второго акустического детектора, а его выход - с входом регистратора.ям при ГКНТ СССР4/5ул. Гагарина, 101 СостаРедактор М. Циткина Техред А. КЗаказ 3704 ТиражВНИИПИ Государственного комитета п113035, Москва, %вПроизводственно-издательский иомби итель В. Голубевравчук Корректор Н. РевскПодписное изобретениям и открыт 5, Раушская наб., д.т Патент, г. Ужгород