Способ измерения температуры газовых потоков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801168806 1 С О 1 К 13/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТ преобразователеи в потоке определяют по формуле где Дплазмо г ние", 1 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(53) 531. 536(088, 8) Авторское свидетельство СССР кл. С 01 К 13/02, 1979. ротеев А.С. Электродуговые нераторы. М., "Машинострое 80, с, 175.(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВЪХ ПОТОКОВ, основанный нарегистрации скорости распространенияультразвуковой волны в потоке иопределении температуры потока пополученным значениям скорости ульзвуковой волны, о т л и ч а ю щ ис я тем, что, с целью повышенияточности измерения температуры, предварительно измеряют скорость потокаконтролируемой среды в центре потокаа место установки ультразвуковых радиальное расстояние отоси симметрии потока доместа установки ультразвуковых преобразователей;радиус потока на срезе сопла;скорость потока при г=о; - расстояние от среза сопладо точки измерения; - коэффициент пропорциональности, характеризующийрасширение потока в пространстве;. скорость потока, при которой дифракционные погрешности измерения скоростиультразвука компенсируютсяпогрешностями из-за образования тепловых пограничныхслоев на активных поверхностях ультразвуковых преобразователей.Изобретение относится к контролю параметров газовых потоков и может быть использовано для измерения температуры в рабочей камере реактивного двигателя. 5Цель изобретения - повышение точности измерения температуры газовых по то ков,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения температуры газовых потоков, основанному на регистрации скорости распространения ультразвуковой волны в контролируемом потоке и вычисле - нии температуры потокаиз полученных значений скорости ультразвука, предварительно измеряют скорость потока контролируемой среды в центре потока, а место установки ультразвуковых преобразователей в потоке опре - деляют по формулеЧпд г=г 1 -- +ао Ч г 1 где Ь г - радиальное расстояние отоси симметрии потока до места установки ультразвуковыхпреобразов ателей;г, - радиус потока на срезе сопла; 30Ч - скорость потока контролируемой среды при г=0;х - расстояние от выходногоотверстия (сопла) камерысгорания до точки измерения З 5температуры;а - коэффициент пропорциональности, характеризующий расширение потока в пространстве; 40Ч - скорость потока, при которой дифракционные погрешнос -Рти измерения скорости ультразвука компенсируются погрешностями иэ-за образования тепловых пограничныхслоев на активных поверхностях ультразвуковых преобразователей.Способ контроля температуры газо вых потоков осуществляется следующим образом.Перед началом измерений для выбранной базы измерения Ь, диаметра акустических преобразователей д 55 и длины упругой волны 3 вычисляются дифракционные погрешности измерения скорости ультразвука для всего диапазон а темпе ра тур. Ан ало гично для выбранной конструкции преобразователей вычисляются и погрешности измерения скорости ультразвука, обусловленные образованием теплового пограничного слоя на активных поверхностях электроакустических преобразова - телей, Поскольку дифракционные погрешности измерения скорости ультразвука ведут к увеличению, а погрешности из-за образования теплового пограничного слоя на активных поверхностях акустических преобразователей - к уменьшению скорости ультразвука, то целесообразно их сравнить и таким образом скомпенсировать. Толщина пограничного слоя, а тем самым и обусловленные им погрешности, сильно зависят от скорости потока и температуры. Дифракционные погрешности в основном определяются только температурой контролируемой среды. Поэтому можно определить скорость потока, для которой при постоянной температуре дифракционные погрешности компенсируются погрешностями, обусловленными возникновением пограничного слоя на активных поверхностях электроакустических преобразователей. Таким образом можно составить математический алгоритм, связывающий скороеть ультразвука в среде С со скоростью потока Чп, при которой компенсируются упомянутые погрешности.Далее в центр контролируемого потока вводятся две пары электроакустических преобразователей, установленные под углом с к направлению вектора скорости потока Ч. Измеряются задержки акустических якпульсовипри прохождении ими заданного2расстояния Ь между акустическими излучателями и приемниками соответствующих пар преобразователей. Определяется скорость ультразвуков С и скорость потока Ч в центре струиь"2 соэсПо математическому алгоритму для измеренной скорости ультразвука в центре потока С определяется скорость потока, при которой дифракционные погрешности компенсируются погрешностями, обусловленными образова нием теплового пограничного слоя,На чертеже приведена расчетная зависимость скоростей потока Ч=К С1168806 г=г помянутые развука С ешностью ая тсяся скоыясняе Составитель Ю. АндрияновТехред С.Мигунова Корректор М. Розман Редактор О.Буг аказ 4607/36ВН Тираж 897 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений Москва, Ж"35, РаушскаяПодписное ите та СССРи открытийнаб., д. 4 113 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 от скоростей ультразвука, при которых, в зависимости от размеров и конструкции конкретной электроакустической системы; дифракционные погрешности компенсируются погрешностями измерения скорости ультразвука, обусловленными возникновением теплового пограничного слоя на активных поверхностях акустических преобразователей. При расчетах было принято, что база измерения Ь=5 мм, диаметр активных поверхностей акустических преобразователей 6=5 мм, частота измерительного сигнала 1=250 кГц, температура активных поверхностей охлаждаемых электро- акустических преобразователей Т=300 К, температура воздушногоЗЮ высокотемпературного потока2000 КТ с 4650 К. Математическая апроксимация этой (см. чертеж 1) кривойпозволяет рассчитывать расстояние г 5 от центра потока до точки установкиэлектроакустических преобразователей при котором компенсируются у погрешности, и скорость ульт измеряется с наименьшей погр После этого электроакустичес 15 система измерителя перемещаев эту точку потока, измеряет рость ультразвука и по ней в ся температура потока.