Устройство для дистанционного измерения температуры

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцивлнстнческихРеспублик рц 1 000789(22) Заявлено ОБ.11 ВО (21) 30038 37/18-101с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 260283 Л.И, Эахарьящев и В.,ЦСеменченок(72) Авторыизобретения анский радиотехнический инстит(71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ чик рег Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для дистанционного измерения температуры. Оно может найти применение в системах точного измерения и автоматического регулирования температуры на труднодоступных, удаленных и находящихся в тяжелых условиях эксплуатации объектах.Известно устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент на основе поверхностных акустических волн, .включенным в цепь генератора радиочастотного диапазона, установленного на объекте измерения (1 .Недостатком такого устройства является ограниченный диапазон измеряеьих температур, определяемый испольэуеьими в схеме генератора полупроводниковыми элементами,с- тей 0 технической результату устройство ры, содержа- атель с линостных акустве термота, передатНаиболее близким по сущности и достигаемому к.изобретению является для измерения температу щее пассивный переиэдуч нией задержки на поверх тических волнах в качес чувствительного элемен и приемник оадиоимпульсов иистратор (,23.Недостатком такого устройстваявляется невысокая точность измере",ния и невозможность непосрдественного использования для автоматического регулирования температуры объектов. Последнее связано с монотонным характером зависимости временизадержки линии на поверхностныхакустических волнах от температуры.Цель изобретения - повьдаение точности измерения температуры и ра ширение функциснальных возможнос устройстваПоставленная цель достигаетсятем,.что в устройстве для дистанционного измерения температуры, содержащем пассивный переизлучательс линией задер."ки на поверхностныхакустических волнах в качестве термочувствительного элемента, передат.чик и приемник радиоимпульсов и.регистратор, в составпассивного переиэлучателя введена. дополнительная линия задержки на поверхностныхакустических волнах, причем обе линии задержки включены параллельно и имеют противоположные по знаку температурные коэффициенты задержки,переизлучаемых радиоимпульсов, определяется из выражения (3): дс = = , (4) о 1 1 2 Т Т 2 да Т5 10 40 Из спектра выходного сигналасинхронного детектора 20 с помощью 65 где о=ГТО - количество акустическихдлин волн, укладывающихся в звукопроводе первой или второй линии задержки при температуре с.Величина и в линиях задержкина поверхностных акустических волнахможет достигать при приемлемых потерях не более 40 дБ/104-106, а величинаЫ для наиболее термочувствитель ных материалов, например нобаталития, достигает 10-10 С . Отсю-.да на основе формулы (4) .следует,что величина А(о может быть получе-:на 0,1-1,0 С. Тогда точность измерения малого отклонейия температурыот уровней, соответствующих нулевому значению амплитуды переизлученных радиоимпульсов, может достигатьО, 01-0, 001 С,Радиоимпульсы передатчика формируются путем модуляции высокочастотного сигнала генератора 14, задержанными в линии 16 задержки на время Г импульсами генератора 15 . Онаосуществляется в модуляторе 17. Задержка Г необходима для недожногозапирания приемника перед началомкаждого импульса передатчика. Запирание приемника осуществляетсяс помощью электронного коммутатора19, срабатывающего от импульсов ждущего мультивибратора 18, которые перекрывают во времени импульсы передатчика. Запуск ждущего мультивибратора осуществляется переднимфронтом каждого импульса генератора 15.Принимаемые антенной 6 радиоимпульсы, проходя через электронныйкоммутатор, поступают на один иэ 45входов синхронного детектора 20. Надругой вход синхронного детекторачерез фаэовращатель 22 поступаетсигнал генератора 14. Фазовращательнеобходим для компенсации рассогласования фаз высокочастотного заполнения принимаемых радиоимпульсови сигнала генератора 14, которыепоступают на входы синхронного детектора 20. 55Несущая частота радиоимпульсовможет выбираться в диапазоне 101000 ИГц, в котором могут использоваться линии задержки поверхностныхакустических волн. Выбор определяется особенностями радиоканала,его длиной, требованиями к конструкции и габаритам антенн 3 и 6. фильтра низких 21 частот выделяет- ся огибающая амплитуд принимаемых радиоимпульсон, которая несет информацию о температуре объекта 1 измерения и подается на регистратор 7.Для измерения температуры, изменяющейся в широких пределах (в отличие от ее малого изменения от одного иэ уровней), или определения номера уровня регистратор 7 может быть выполнен в виде счетчика, фиксирующего количество периодов или полу- периодов огибающей амплитуд принимаемых радиоимнульсов, которое пропорционально температуре объекта или номеру уровня.Термочувствительный элемент должен быть защищен от дейстния агрессивных сред путем помещения его в вакуумированный корпус (не показан). Тепловой контакт с объектом измерения может осуществляться через стенку корпуса или через инфракрасное излучение объекта. В последнем случае корпус должен быть прозрачным (например, из кварцевого стекла).Конструкция термочувствительного элемента может отличаться от вышеописанной. Первая и вторая линиизадержки могут изготавливаться на двух подложках из разных пьезоэлектриков. Подложка может быть и непьезоэлектрической, например, яз плавленного кварца. При этом линии задержки выполняются на основе пьезоэлектрических пленок, например нитрида алюминия, способного работать при температурах до 1000Передатчик 4 может содержать усилитель мощности, включаемый на выхо.де модулятора 17, а приемник - уси- . литель постоянного тока на выходе фильтра 21 низких частот, В приемник 5 могут также быть введены входная цепь и усилитель высокой частоты между коммутатором 19 и синхронным детектором 20. При-высоком уровне помех и большом затухании радиосигналов и термочувствительном элементе 2 наличие этих устройств в при,емо-передающей части становится необходимым.Используя устройство, можно измерять температуры объектов от криогенной, где-параметры устройств на поверхностных акустических волнахо даже выше, чем при нормальной (20 С), до нескольких сотен градусов при использовании таких распространенных пьезоэлектриков, как ниобат лития и кварц. Верхний предел может быть увеличен, если применить более термостойкие пьезоэлектрики.Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность дистанционного измерения и регулирования температуры, Оно легко поддается миниа7 1000789 ЗНИИПИ Заказ 1361,140 Тираж 871 Подписи илиал ППП "Патентфф,г.ужгород,ул.Проектная,4 тюризации, технологично и имеет высокую воспроиэводимость параметров, характерную для приборов, использующих поверхностные акустические волны. формула изобретения1. Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее пассивный переизлучатель с линией задержки на поверхностных акустических волнах в качестве термочувствительного элемента, передатчик и приемник радиоимпульсов, и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и расширения функциональных возможностей, . в состав пассивного переиэлучателя введена дополнительная линия задержки на поверхностных акустическихволнах, причем обе линии задержкивключены параллельно и имеют противоположные по знаку температурныекоэффициенты задержки, а приемникрадиоимпульсов содержит синхронныйдетектор и фильтр низких частот, подключенные последовательно к входу регистратора.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что регистратор выполнен в виде счетчика числаполупериодов огибающей амплитудпринимаемых радиоимпульсов.Источники информации,15 принятые во внймание при экспертизе1. Патент франции 9 2423762,кл. С 01. К 11/22, опублик. 20.04,78.2. Авторское свидетельство СССРР 923263, кл. С 01 К 11/22, 16.10.80