Дифференциальный термодатчик

(51)5 6 01 К 11/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Я,:с"ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ=. :-д(71) Государственный проектный институтпо проектированию систем автоматического пожаротушения, пожарной и охраннойсигнализации(56) Технические средства установок пожарной сигнализации, Каталог. ЦНИИТЭИприборостроения. 1984, вып. 8, с,3,Заявка ФРГ М 2916078, кл, О 01 К 7/32,1979.(57) Изобретение относится к устройствамдля измерения температуры с частотнымвыходом и предназначено для использоваИзобретение относится к устройствам для измерения температуры с частотным выходным сигналом и предназначено для использования на объектах различного класса и назначения.Целью изобретения является повышение. быстродействия измерителя,На фиг. 1 и 2 представлен дифференциальный термодатчик; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.Термодатчик содержит пьезоподложку 1, шины 2 и полоски 3 отражателей, соединенные с контактными площадками преобразователей, отдельные контактные . площадки 4 и штыри 5 встречно-штыревых преобразователей (ВШП), соединительную общую полоску 6, усилитель 7, электроизолирующий герметик 8, рамку 9, крышку 10 с ния на объектах различного класса и назначения, Цель изобретения - повышение быстродействия, В процессе измерения тепловой поток от поверхности крышки, соприкасающейся со средой, нагревает до температуры среды последовательно крышку, пленочную структуру и приповерхностный слой пьезоподложки. Разогрев структуры, состоящей из полосковых встречно-штыревых преобразователей, образованных штырями 5, двух замкнутых каждый двумя шинами 2 отражателей 3 резонатора на поверхностных акустических волнах и соединительной полоски 6, происходит равномерно и быстро на всем протяжении приповерхностного слоя пьеэоподложки, При этом резонансная частота поверхностной акустической волны меняет- Я ся вслед за изменением уровня температуры. 1 з.п, ф-лы. 3 ил,термоконтактным, например, сварным швом 11.Термодатчик работает следующим образом.Тепловой поток от поверхности крышки 10, соприкасающейся со средой, нагревает до температуры среды последовательно крышку, пленочную структуру, приповерхостный слой пьеэоподложки 1.В статике - при неизменяющейся контролируемой температуре после включения питания усилителя 7, в результате неизбежной флуктуации напряжения, (ВШП), состоящий из контактных площадок 4 и штырей 5, излучает поверхностную акустическую волну (ПАВ), ПАВ распространяется по рабочей поверхности пьезоэлектрической подложки 1 перпендикулярно штырям ВШП1636700 3= 0,5(3 д+ Л),О=Е+Т +О,Лт в обе стороны от него. В результате многократных отражений периодически расположенных полосок 3, электрически замкнутых накоротко шинами 2 обоих отражателей, по окончании переходного процесса устанавливается стоячая ПАВ. Ее длина соответствует резонансной частоте всего ПАВ-резонатора, включающего указанные ВШП и отражатели на подложке, При этом ВШП через наводимую волной на его штырях ЭДС обеспечивает связь усилителя 7, соединенного с их контактными площадками 4, со стоячей ПАВ. Так что, компенсируя энергетические потери ПАВ в ПАВ-резонаторе, усилитель обеспечивает генерацию сигнала с частотой, близкой резонансной. При этом через крышку 10, соединенную термоконтактным швом 11, с помощью соединительной полоски 6 обеспечивается равномерный .тепловой контакт рабочей поверхности со средой, температура которой контролируется. Выемка крышки исключает закорачивание ВШП и отражателей. Пазы дают возможность присоединения к контактным площадкам выводной проволоки, имеющей толщину, большую глубины выемкиа также, возможность герметизации корпуса электроизолирующим герметиком 8.Благодаря описанному конструктивному решению при изменении уровней температуры контролируемой среды имеет место быстрый прогрев частотно-задающих зон датчика и, как следствие, быстрое применение частоты его выходного сигнала,Далее в течение времени прогрева остального объема подложки резонансная частота резонатора практически уже не изменяется, Микропроцессор, соединенный с выходом электронно-счетнога частотомера, может определить температуру по выраже- нию где Яг - соответствующее начальной частоте значение температуры;д О - изменение температуры; Ьт - измеренный отрезок времени между начальным и новым уровнем температуры, а также паспортное значениекоэффициента постоянной времени Т датчи 5 ка,Точнее можно определять температуруна основе экспоненциальных выраженийдля тепловых переходных процессов, на основе полученных путем аппроксимации экс 10 периментальных кривых переходногопроцесса предлагаемого термодатчика,Формула изобретения1, Дифференциальный термодатчик,включающий пьезоэлектрическую подлож 15 ку, прикрепленную нерабочей поверхностью к основанию теплопроводящегокорпуса, два пленочных полосковых встречно-штыревых преобразователя и два замкнутых каждый двумя шинами отражателя20 резонатора на поверхностных акустическихволнах, размещенные на рабочей поверхности подложки усилитель, вход которогоподключен к контактной площадке одногопреобразователя, а выход - к контактной25 площадке другого преобразователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениябыстродействия термодатчика, в нем рабочая поверхность пьзоэлектрической подложки прикреплена к основанию корпуса30 через теплоизоляцию, две крайние внутренние полоски преобразователей выполненыв виде одной общей полоски, а одна из шинпервого из отражателей и и ротивоположнаяей шина второго отражателя соединены с35 общей полоской, причем полоски каждогоиз отражателей и ближайшего к нему преобразователя выполнены с одним и тем жеобщим пространственным периодом,2.Термодатчик по и. 1,отл ича ющи й 40 с я тем, что общая полоска выполнена ши- риной 45 где д - пространственный период полоскиотражателей и преобразователей,Л - резонансная длина волны резонатора;а ширина полосок отражателей и преобразователей равна 0,75 д,/о ф Лукомскийентал Корректор А,Осауленко Составител Техред М.М едакт ланар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 809 Тираж 381 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5