Способ измерения температуры газа или жидкости

и 678343 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 21,09,77 (21) 2527750/18-10с присоединением заявки Нов(23) Приоритет(51)М, Кл. С 01 К 13/02 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 05,0879(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИизобретение относится к области термометрии, например к измерению температуры газового потока в реактивном двигателе,Известны способы измерения темпера-" туры газа или жидкости, основанные на введении в измеряемую среду дат= чиков температуры 1). Однако датчики температуры имеют заметную инерционность и искажают температурное1 О поле измеряемой среды, что является источником существенной погрешности измерения. Известны также способы измерения температуры газа или жидкос= ти, основанные на регистрации скорости 15 прохождения ультразвуковой волны в измеряемой среде 2. Эти способы позволяют практически беэынерционно измерять температуру газа Или жидкос- ти, а приемный и передающий зонды располагать с обеих сторон измеряемогообъекта, поэтому они не вносят искажений в измеряемый поток, Однако известными способами можно измерять только среднюю температуру газа или жидкости, что не позволяет опреде- лять с требуемой точностью температуру отдельных эон в контролируембй среде. Наиболее близким по техничес" ,кой сущности к изобретению является способ измерения температуры жидкосткили газа, основанный на регистрациискорости распространения ультразвуковой волны в измеряемой среде 3.Однако и этот способ не позволяетс требуемой точностью измерять темпе"ратуру среды в эадайной зоне и определять распределение температуры в измеряемой среде, так какобеспечивает измерение только средней т 11 пературы Целью изобретения является повышение точности измерения, для чего ультразвуковую- волну излучают непрерывно и ее распространение визмеряемой среде фотограФируют теневым ме-тодом, по фотоснимку определяют дли ну волны, измеряя расстояние между уплотнениями среды в ультразвуковой волне, а температуру вычисляют по ФОРМУЛЕ 2 2 2На чертеже показано устройстводля осуществления предложенного способа,Оно содержит излучающую 1 и приемную 2 части прибора для теневой фотографии (3- плоская ультразвуковаяволна), генератор 4 ультразвуковыхколебаний, пьезоэлектрический излучатель 5, турбореактивный двигатель 6и оптически прозрачные окна 7,От ультразвукового генератора 4электрическое напряжение подаетсяна пьезоэлектрический излучатель 5,пре)бразующий электрические колебания в механические. Образовавшаясяультразвуковая волна излучается неп 1 рерывйоираспространяется в исследуемом газовом потоке со скоростьюзвука (стрелкой показано направлениеее распространения),Регистрирующая часть устройствасостоит из излучающей части 1 прибора для теневой фотографии и егоприемной части 2, поэовляющей получать на фотографии распространяющуюся в измеряемой среде ультразвуковую волну, Обе части прибора защищены от измеряемой среды окнами 7.В излучающей части прибора 1 установ"лен импульсный источник света с продолжительностью импульса около 1 мкс,что позволяет регистрировать бегущуюультразвуковую волну в измеряемойсреде. На фотоснимках получают картийу распределения сжатий и разряжений среды вультразвуковой волне,которые изображаются в виде чередующихся темных и светлых полос. Длинаволны равна расстоянию между темнымиили, что то же самое, светлыми полосами измеренному по нормали к фронтуволны,Таким образом, измеряя это расстояние, получают значение длины волн внаправлении, перпендикулярном к фронту волны. Длина волны однозначно свя зана со скоростью звука и частотойультразвуковых колебанийСЛ=ЕГде Л - дилна волны;- частотаС - скорость звука.Зная состав газа, частоту ультразвука, а также считая газ идеальным,.рассчитывают температуру в заданнойточке среды по формуле(хГТ(Х) КВ где М- длина волны, измеренная водной из точек среды с координатой (Х),направленная по нормали к фронтуультразвуковой волны;Г " частота ультразвуковых 5 колебаний;К - коэффициент ПуассонаВ - универсальная газоваяпостоянная.Подсчитав значение температуры для 10 требуемого числа точек с различнымикоординатами, строят распределениетемпературы в измеряемой среде.Таким образом, предложенный способпозволяет с повышенной точностью 15 определять темпераутру в любой точке среды на основании проведенногоподсчета значений температуры внескольких точках строить графически профиль (распределение) температуры в исследуемом газе или жидкости,Формула изобретенияСпособ измерения температуры газаили жидкости, основанный на регистрации скорости распространения ультразвуковой волны в измеряемой среде,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,30 с целью повышения точности измерения,ультразвуковую волну излучают непрерывно и ее распространение в измеряемой среде фотографируют теневым методом, затем по Фотоснимку определя 35 ют длину волны, измеряя расстояниемежду уплотнениями среды в ультразвуковой волне, а температуру вычисляют по формуле14 О (Х) Кйгде Л)- длина волны в одной източек среды с координатой (х);Е - частота ультразвуковыхколебаний;К - коэффициент Пуассона;В - универсальная газоваяпостоянная,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 201725, кл. С 01 К 13/02, 1965.2, Патент США М 3534609,кл. С 01 К 11/24, 19703. Патент СИА Р 3885436,55 кл, С 01 К 11/24 1975.678343 Составитель А.Терековина Техред И. Петко Корректор М.Вигула едакт аэ 455 Филиал ППП Патентфг.Ужгород, ул, Проектная, 4 30 Тираж 7 бб ЦНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и о 13035 Москва, Ж Рауиская