Ультразвуковое устройство для измерения температуры

О П И С А Н И Е 9456 ВЗИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическивРеспубликФг гЩ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 30. Оч.80 (21) 2917808/18-10с присоединением заявки РЙДата опубликования описания 23.07,82. г В.И.Прокопьев и В.С.Кононенко Куйбышевский институт инженеров железнодорожноготранспортаи -.(7) Заявитель(5 Й) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫИзобретение относится к ультразвуковым устройствам для измерения температуры и может быть использовано для измерения температурных микропульсаций в средах.Известно устройство для измерения температуры с помощью ультразвука, в котором изменение температуры ра бочей среды приводит к сдвигу Фазы ультразвуковой волны, принимаемой двумя пьезопреобразователями, разнесенными на определенное расстояние 11. Недостатками указанного устройства являются невысокая чувствительность и большая погрешность измере" ния быстропеременных температур,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для измерения температуры, содержащее генератор электромагнитных колебаний с акустической обратной связью, резонатор иблок индикации 2 1,Недостатком известного устройства является низкая точность измере"5ния микропульсаций температуры.Цель изобретения - повышение точночти измерения быстропеременных тем"ператур.Поставленная цель достигается тем,что в устройство дополнительно введены второй генератор с акустическойобратной связью, смеситель, входыкоторого соединены с выходами генераторов, а его выход - с одним извходов блока индикации, второй входкоторого соединен с выходом второгогенератора, а резонатор, идентичный первому и размещенный с .ним водном корпусе, причем в стенках реза зонаторов выполнены отверстия, пло-.щади которых отличаются между собойне менее, чем на два порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраныравными, 3 94На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство содержит разъемный корпус 1, жестко закрепленные в нем ультразвуковые преобразователи 2-5, резонансные камеры 6 и 7 с отверстиями, 8 и 9, разделенные, для исключения их взаимного влияния, демпфи" рующей средой 10, генераторы 11 и 12, представляющие собой усилители, смеситель 13, блок 14 индикации, заглушки 15 и 16.Устройство работает следующим образом.Корпус 1 устройства помещается в среду, температура которой измеря ется, Через отверстия 8 и 9 резонансные камеры б и 7 заполняются средой (жидкостью), служащей звукопроводом резонаторов, один из которых образо. ван ультразвуковыми преобразователями 2 и 3 и резонансной камерой 7, другой - ультразвуковыми преобразовате- . лями 4 и 5 и резонансной камерой б.При подаче электрического напряжения на электронную часть устройства, состоящую из усилителей 11 и 12, смесителя 13, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выходс одним из входов блока 14 индикации, второй вход которого соединен с выходами второго генератора, в резонансных камерах образуются стоячие акустические волны, частота которых определяется расстоянием между преобразователями 2, 3 и 4, 5 температурой жидкости, находящейся в резо-, нансных камерах 6 и 7, а также температурой самих преобразователей. Благодаря выбору определенного соотношения площ)адей отверстий 8 и 9 частота генератора 11 определяется как быстрыми, так и медленными изме,нениями температуры контролируемой среды, а частота генератора 12 - толь ко медленными изменениями температуры среды. Сигналы с выходов генераторов 11 и 12 поступают на .смеситель 13, в котором происходит выделение разностной частоты, пересчитываемой затем в температуру в блоке 14 индикации. Разностная частота, поступающая от смесителя 13, пропорциональна быстрым изменениям тем 56834пературы контролируемой среды,поскольку, благодаря равенствутепловых постоянных акустических резонаторов и их идентичности, погрешность, возникающая из-за изменениятемпературы самих преобразователей,размеров резонансных камер и медленных изменений температуры жидкости,сведена к минимуму.10 Изобретение позволяет с высокой точностью (погрешность не превышает 1)измерять быстропеременные температуры жидкой среды. Пороговая чувствительность измерения составляет десятитысячные доли градуса. Для на"дежной работы устройства расстояниемежду преобразователями выбираетсяв пределах 0,5- 1,5 длины стоячей акустической волны, что обеспечиваетвозможность измерения температурныхмикропульсаций в очень малом объеме.Формула изобретения25Ультразвуковое устройство для измерения температуры, .содержащее генератор электромагнитных колебанийс акустической обратной связью, резонатор и блок индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, чту) с цельюповышения точности измерения быстропеременных температур, в него дополнительно введены второй генераЭЗтор с акустической обратной связыр)смеситель) входы которого соединеныс выходами генераторов, а его выходс одним из входов блока индикации,второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а резона 40тор, идентичный первому и размещенный с ним в одном корпусе, причемв стенках резонаторов выполнены отверстия, площади которых отличаются между собой не менее, чем на два45порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраны равными,Источники информации принятые во внимание при экспертизе 0 1. Патент Великобритании У 1073644,кл. Н 4 О, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР йф 119700) кл . С 01 К 11/26) 1958,945683 едактор Н.Лазаре акаэ 5317 писн Тираж ПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Иосква, Ж, Рауаская наб., д ПП Пат л г. Ужгород, ул. Проектная,1 8 36 х Составитель Н. СоловьеваТехред Е,Харитончик Корректор В.Бутягао