Ультразвуковой измеритель температуры

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Веео Соеетскик Сецаеаистическик Республик) 1751515,10 5) М. Кл.- б 01 К 11,24 явкиисоединением сударстевиный комавета Мииистрое М, Дата опубликова описания 72) Авторы изобретени А,качей амов, В. Г, Вигдорчик, Л, Н, Аксенов, А,и Д. И, Егоров 71) Заявитель(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к .области измерительной техники, а именно к ультразвуковым измерителям температ,ры и может быть использовано при температурном контроле различных объектов в широком диапазоне температур,Известен ультразвуковой измеритель температуры, содержащий чу вствительный элемент, жестко связанный со звукопроводом, магнитострикционный преобразователь с возбуждающей и приемной катушками, генератор и усилительно-преобразовательное устройство, состоящее из усилителя, подключенного к приемной катушке магнитострикционного преобразователя, триггера, схемы совпадения и блока измерения длительности импульса 1.Однако такой измеритель температуры имеет значительную погрешность измерения температуры,Для повышения точности измерения температуры магнитострикционный преобразователь выполнен в виде герметично-вакуумной трубки из магнитострикционного материала, внутренние стенки которой покрыты материалом с капиллярной структурой, а в усилительно- преобразовательное устройство дополнительно введены счетчик и блок задержки, причем счетчик и триггер, соединенные последовательно, включены в рассечку между схемой совпадения и блоков измерения длительности импульса, а блок задержки своим входом подключен к выходу схемы совпадения, а выходом - к второму входу триггера.Блок-схема устройства приведена на фиг. 1;5 на фиг, 2, а -- а, да,.ы временные диаграммы,поясняющие работу устройства.Устройство содержит датчик температуры 1,состоящий из чувствительного элемента 2, жестко соединенного со звукопроводом 3, магни тострикционного преобразователя 4 с возоуждающей 5 и приемной 6 катушками, на конце которого закреплен радиатор 7, генератор 8, подключенный к возбуждающей катушке 5, и усилительно-преобразовательное устройство 9, 15 состоящее из усилителя 10, связанного с приемной катушкой 6 магнитострикционного преобразователя, схемы совпадения 11, счетчика 12, триггера 13, блоков задержки 14 и 15, одновибратора 16, блок измерения длительности 20 импульса 17, блок формирования дополнительной информации 18, включающий одно- вибратор 19, кольцевой детектор 20, буферный каскад 21, блоки формирования аналоговой 22 и цифровой 23 информации.25 Работает устройство следующим образом.С генератора 8 импульс тока подается навозбуждающую катушку 5 магпитострикционпого преобразователя 4. В преобразователе возникают акустические колебания, которые 30 распространпотся в направленни чувствитель 523308ного элемента 2, частично отражаясь от стыка звукопровода 3 с чувствительным элементом 2 и от конца последнего. Отраженные сигналы возбуждают в приемной катушке 6 преобразователя импульсы напряжения (фиг, 2, а). Эти импульсы подаются на усилитель 10, который усиливает отраженный сигнал, а затем - на схему совпадения 11. Импульс с генератора 8 поступает также на блок задержки 15, с выхода которого (фиг. 2, б) запускается одно- вибратор 16. Длительность импульса одновибратора выбрана таким образом (фиг. 2 в), чтобы использовать многократное отражение сигнала в чувствительном элементе (импульс 2-й п-й).Схема совпадения 11 пропускает импульсы 1-й,., и-й (фиг, 2, г). Затем эти импульсы поступают на счетчик 12, который выдает сигнал после а-го импульса (фиг. 2, д). Импульсы со схемы совпадения 11 подаются также на блок задержки 14, который выдает импульс на выходе через строго фиксированное время после прихода первого импульса, а именно между л-м и а - 1 импульсом при начальной температуре измеряемого диапазона (фиг. 2, е) Этот импульс запускает триггер 13, а и - импульс отпускает его (фиг. 2, ж), Таким образом, с повышением температуры приращение длительности импульса триггера 13 увеличивается в М раз, что приводит к значительному повышению точности. Блок измерения длительности импульса 17 может быть цифровым или аналоговым или обоих вариантов.Если необходимо определять среднюю температуру объекта, звукопровод присоединяют непосредственно к объекту.Охлаждение магнитострикционного преобразователя осуществляется следующим образом.Во время нагрева части рабочего тела преобразователя жидкость в районе перегрева испаряется. При испарении в области перегрева создается избыток давления, который перемещает пар в другой конец, где расположен радиатор 7. Пар, соприкасаясь с внутренней поверхностью, расположенной в зоне радиатора, конденсируется, и по внутренним стенкам по материалу с капиллярной структурой 24 перемещается в зону, где образуется перегрев.За счет того, что температура парообразования и температура конденсации жидкости имеют одну и ту же величину, температура по всему рабочему телу постоянна.Блок формирования дополнительной информации 18 формирует сигналы, пропорциональные первой производной измеряемой температуры в аналоговой и цифровой форме. Формула изобретения 15Ультразвуковой измеритель температуры,содержащий чувствительный элемент, жестко связанный со звукопроводом, магнитострикционный преобразователь с возбуждающей и 20 приемной катушками, генератор и усилительно-преобразовательное устройство, состоящее из усилителя, подключенного к приемной катушке магнитострикционного преобразователя, триггера, схемы совпадения и блока измере ния длительности импульса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, магнитострикционный преобразователь выполнен в виде герметично- вакуумной трубки из магнитострикционного З 0 материала, внутренние стенки которой покрыты материалом с капиллярной структурой, а в усилительно-преобразовательное устройство дополнительно введены счетчик и блок задержки, причем счетчик и триггер, соединен ные,последовательно, включены в рассечкумежду схемой совпадения и блоком измерения длительности импульса, а блок задержки своим входом подключен к выходу схемы совпадения, а выходом - к второму входу триггера.40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:111 Рагп Ь. 5., 1.уптогй 1 С., Сагпеча 1 еЕ, Н. 11 е 1 газоп 1 с 1 еппогпе 1 гу 1 пз 1 гцптеп 1 апд соп 1 го 1 зуз 1 ет. 1969, 42, Уо 10 107 - 110.623308 г,Л ктор Н. Ау Заказ 1633 14ЦНИ Изд.1501 Ти Госпдарственного комитета Совепо делам изобретений и отк13035, Москва, Ж, Раушская Подписное ппографпя, пр. Сапунова, 2 б) в) ж) з) едактор Т, Рыбалова Составитель Л. Гирченк Техред Т. Курил раж 814та Минпстрорытийнаб., д. 4 5