Устройство для измерения пульсаций температуры в потоках

(51)4 6 01 К 7/34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лоев сегнетоэлектрика, оберенциальную пару, которая электрической схеме, отличто, с целью повышения ния, чувствительный элемент е сферического пояса с уг и Эг, выбранными в 2 ) 61 ) 25,ЕРЕ- ПО- промент,сос- нных 55 связаннымибг42между собой соотношениемЗсоэ 63 сов 59 г 5 сов 6 -5 сов 62 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВТОКАХ, содержащее закрепленный вводящем корпусе чувствительный элеимеющий форму сферической оболочкитоящей из двух одинаковых соедине Я 1,11171670 А между собои с разующих дифф подключена к кающееся тем, точности измере выполнен в вид лами раскрыва пределахИзобретение относится к области измерительной техники и предназначено для из мерения пульсаций температуры и тепловых неоднородностей в реальных потоках жидкости и газа, где наряду с пульсациями температуры присутствуют пульсации скоростного напора и плотностные неоднородные среды,Известно устройство, где чувствительный элемент измерителя выполнен в виде удлиненного пироэ 3 ектрика, закрепленного одним своим концом в корпусе обтекаемой потоком формы 1.Недостатком этого устройства является отсутствие компенсации сигналов мешающих полей, в частности, пульсаций скоростного напора потока и акустических сигналов, что снижает точность измерения пульсаций температуры в реальных потоках.Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является устройство для измерения пульсаций температуры в потоках, содержащее закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых, соединенных между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме 12.Недостатком известного устройства является малая точность при измерении пульсаций температуры в реальных условиях из-за влияния неоднородности среды по плотности и пульсаций скоростного напора, которые, ввиду разных условий их воздействия на оба слоя сегнетоэлектрика, не могут быть скомпенсированы.Целью изобретения является повышение точности измерений пульсаций температуры в реальных потоках за счет компенсации сигналов от пульсаций скоростного напора и плотностных неоднородностей в измеряемой среде.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения пульсаций температуры в потоках, содержащем закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых соединенных между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме, чувствительный элемент выполнен в виде сферического пояса с углами раскрыва 6 и 6, выбранными в пределах426 ) 2555 ) 62) 42и связанными между собой соотношением5 сов 9 - 3 совз 9 5 соз 6 - Зсозз 9 10 Зо 35 55 15 20 25 40 45 50 На чертеже представлена конструкция устройства для измерения пульсаций температуры в потоках. Устройство содержит два одинаковых, жестко связанных между собой слоя сегнетоэлектрика 1 и 2, выполненных в виде сферического пояса с углами раскрыва 6 и 6 . Чувствительный элемент закреплен в корпусе 3 и подключен к электрической схеме 4. Работа устройства основана на использовании пироэлектрических свойств сегнетоэлектриков. При воздействии тепловых неоднородностей потока на внешнюю поверхность первого слоя сегнетоэлектрика 1, обращенного к потоку, на его электродах появляется электрическая разность потенциалов, пропорциональная тепловому воздействию, а так как теплопроводность сегнетоэлектрика мала по сравнению с материалом корпуса преобразователя, то температура второго слоя сегнетоэлектрика 2 остается близкой к средней температуре потока и заряд на нем не образуется. Таким образом разностный электрический сигнал подается на вход электрической схемы,В случае воздействия на чувствительный элемент преобразователя акустического сигнала с длиной волны, много большей толщины слоя сегнетоэлектрика, происходит электрическая компенсация этих сигналов из-за малой разности фаз сигналов, приходящих на оба слоя сегнетоэлектриков. Важной особенностью изобретения является использование в конструкции его чувствительного элемента закона распределения избыточного давления (скоростного напора) по поверхности сферического элемента при обтекании его потоком жидкости или газа, заключающегося в наличии на поверхности обтекаемой потоком сферы линии нулевого избыточного давления. Эта линия (окружность) проходит через точки на поверхности сферы, в которых угол между направлением потока и нормалью к поверхности сферы составляет Юф - 42. По обе стороны от этой линии величина избыточного давления от пульсаций скоростного напора потока меняет свой знак. Таким образом, при выборе формы чувствительного элемента в виде сферического пояса, включающего в себя линию нулевого избыточного давления, можно получить достаточно высокую степень компенсации по пульсациям скоростного напора. При этом форма чувствительного элемента находится из условия нулевого воздействия пуль1171670 5 со 86 - Зсовз 61 5 со 86 - Зсоз з Оа Составитель В. Баздырев Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор Е. Рошко За каз 4853/35 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4саций скоростного напора на чувствительный элемент, а углы раскрыва сферическогопояса определяются соотношением и выбраны в пределахя42) 913" 2555; 6 а) 42 в которых точность измерения пульсацийтемпературы максимальна.