Устройство для измерения температуры газовых сред

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 К 11 ОСУДАРСТВЕНКЫЙ ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕК ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИЙ ИОАН БРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ 534609,с цел АВТОРСМОМУ СВ.(56) 1 Патент США В 3кл. 73-339, 1970,2. Авторское свидетельство СССРУ 711383, кл, С 01 К 11/24, 1977(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕИПЕРАТУРЫ ГАЗОВЫХ СРЕД, содержащеегенератор импульсов, первым выходомподключенный к излучателю, приемникакустических колебаний, подключенныйк входу первого приемника, первыйтриггер, первый вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход подключен к входу первого интегратора, последовательно соединенныевторой интегратор, генератор пилообразного напряжения и схему сравнения,выход которой подключен к управляющим входам интеграторов, частотомеру и первому и управляющему входу ге"нератора импульсов, первый селектор,о т л и ч а ю щ е е,с я тем, что,ью повьппения точности измерений,801101691 в него введены вторые приемник и селектор, второй и третий триггеры,блок вычисления, преобразователь напряжения в импульсный сигнал, третийи четвертый интеграторы, входы которых соединены с выходами второго итретьего триггеров соответственно,управляющие входы подключены к выходу схемы сравнения, а выходы - к первому и второму входам блока вычисления, третий вход которого соединенс выходом первого интегратора, а выход через преобразователь напряженийв импульсный сигнал подключен к вхо;ду второго интегратора и второму входу схемы сравнения,. нри этом первыйвыход генератора импульсов подключенк входу блока задержки, первому входу второго триггера и через вторыеприемник и селектор - к вторым входам первого и второго триггеров, авыход первого приемника соединен свторым управляющим входом генератора импульсов и через первый селекторподключен к первому входу третьеготриггера, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов и входом первого приемника.1 1101Изобретение относится к температурным измерениям и предназначенодля измерения температуры высокотемпературных газовых потоков.Известно устройство для измерения5температуры газовых сред, содержащеегенератор импульсов, подключенный кнеподвижному валноводному излучателю,акустически связанному с приемникомакустических колебаний. Температурагазовой среды в этом устройстве вычисляется при помощи вычислительногоустройства по времени прохожденияультразвуковой волны13.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения температуры газовых сред, содержащее генератор импульсов, первым выходом подключенныйк волноводному излучателю, волноводный приемник акустических колебаний,подключенный к входу первого приемника, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход подключен к входу первого интегратора, последовательно соединенные второй интегратор, генератор пилообразного напряжения и схемусравнения, выход которой подключенк управляющим входам интеграторов,30частотомеру и первому управляющемувходу генератора импульсов, первыйселектор.В этом устройстве для распространения ультразвукового импульса через исследуемую среду определяетсякак разность(11где- суммарное время прохожденияоультразвукового импульса;через звукопроводы и исследуемую среду;- время распространения импуль.са через излучающий волновод,а температура газовой среды определя.45ется по частоте следования импульсовгенератора, измеряемой частотоме"ром 23.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерений, 50обусловленная тем, что компенсациявремени распространения импульсовчерез излучающий и приемный волноводы прбисходит в излучающем волноводе в предположении,что оба волновода 55одинаковы. Однако практически невоз"можно изготовить волноводы одинаковыми и учесть их температурную неод 691 2нородность при нагреве, что приводит к дополнительным погрешностям.Целью изобретения является повыыщение точности измерений, .Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры газовых сред, содержащее генаратор импульсов, первым вьиодом .подключенный к волноводному излучателю, волнбводный приемник акустических колебаний, подключенный к входу первого приемника, первый триггер, первый вход которого соединен с. выходом блока задержки, а выход подклю-чен к входу первого интегратора, последовательно соединенные второй интегратор, генератор пилообразного напряжения и схему сравнения, выход которой подключен к управляющим вхо- дам интеграторов, частотомеру и первому управляющему входу генератора импульсов, первый селектор, введенывторые приемник и селектор, второй и третий триггеры, блок вычисления, преобразователь напряжения в импульсный сигнал третий и четвертый интеграторы, вход которых соединен е выходами второго и третьего триггеров соответ" ственно, управляющие входы подключены к .выходу схемы сравнения, а выходы - к первому и второму входам блока вычисления, третий вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход через преобразователь напряжения в импульсный сигнал подключен к входу второго интегратора и второму входу схемы сравнения, при этом первый выход генератора импульсов подключен к входу блока задержки, первому входу второго триггера и через вторые приемник и селектор к вторым входам первого и второго триггеров, а выход первого приемника соединен с вторым управляющим входом генератора, импульсов и через первый селектор подключен к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов и входом первого приемника.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор импульсов, излучатель 2 акустических колебаний с волноводом 3 приемник акустических колебаний, включающий в себя волновод 4, преобразователь 5 акустических колебаний в электрический сигнал, первый приемник 6,(10) ЗО Заказ 4754/ Подписное краж 8 тельностью Г, пропорциональной амплитуде О,1. Этот импульс поступает на вход второго интегратора 10, на выходе которого формируется напряжение 5( где К - постоянный коэффициент.1 ОСигнал с выхода интегратора 10 поступает на вход генератора 11 пилообразного напряжения, который после окончания интегрирования по сигналу с преобразователя 20 Формирует линей но убывающее напряжение, изменяющееся от максимального значения О до нуля, В момент, когда напряжение на выходе генератора 11 достигает нулевого значения, схемы 12 сравнения вырабатывает импульс, который запускает генератор 1 импульсов по первому входу и устанавливает интеграторы 9, 10, 21 и 22 в начальное состояние.25Период одного цикла измерения равен ., , йо "о э 8 иИ) где о - постоянный коэффициент- время задержки сигналов в3электрических цепях, Частотомер 13 измеряет частоту следования импульсов на выходе схемы 12 сравнения, которая при АВВА. равнао т гВ "и При выполнении условия оОв= г12огде 1 о - расстояние между торцами волноводов, частота следования импульсов Го прямо пропорциональна температуре измеряемой среды.Наличие новых элементов и,связей в предлагаемом устройстве позволяет устранить недостатки, присущие известному устройству, В предлагаемом устройстве компенсация времени распространения акустических импульсов через волноводы происходит посредством вычитания времени, необходимого для прохождения зондирующим и первымотраженном от рабочего торца импульсами в излучающем и приемном волноводах.из удвоенного времени прахожце" ния акустической волны через волноводы и исследуемую среду. В результате этого разница в геометрических размерах волноводов и их акустических характеристик не сказывается на точность измерений, которая в этом случае определяется только точностью измерений базового промежутка рабочими торцами волноводов.Кроме того, предлагаемое устройство позволяет снизить требования к точности изготовления волноводов, что снижает их стоимость, а также позволяет использовать при работе волководы разной длины, что необходимо при затрудненном доступе к объекту измерений. филиал НПП ффПатеитфг. Ужгород, ул. Проекты