Многоканальный цифровой термометр

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ц 9 (1 ЯО,1 2 б 9 4 С 01 К 7/32 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТО я детельство СССР К 7/32, 1980. идетельство СССР 1 К 7/32, 1981.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторскобюро геофизического приборостроИнститута геологии АН АЗССР(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, преимущественно для измерения температуры донных осадков морейи океанов, содержащий автогенераторыс термочувствительными пьезорезонаторами, подключенные к входам блокасмесителей, делитель частоты, входкоторого соединен с выходом первогоавтогенератора, счетчик импульсов,управляемый источник питания, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повыщения точности измерения ирегистрации процессов установлениятемператур при внедрении термометрав донные осадки, в него введены программируемый блок управления, преобразователь параллельного кода в последовательный, блок памяти и коммутатор, входы которого соединены с выходами блока смесителей, а выход соединен с входом счетчика импульсов,выход которого через преобразовательпараллельного кода в последовательный подключен к блоку памяти, нриэтом выход делителя частоты соединенс входом программируемого блока управления, выходы которого соединеныс управляющими входами коммутатора,счетчика импульсов, преобразователяпараллельного кода в последовательный, блока памяти и управляемого источника питания,2Изобретение относится к теплотехническим измерениям и предназначенодля измерения температурных полей вдонных осадках морей и океанов, атакже может быть использовано в различных отраслях промышленности и внаучных исследованиях.Известно устройство цля измерениятемператур и градиентов температур,содержащее три автогенератора с термочувствительными пьезорезонаторами,один из которых расположен в первойточке, а два других во второй точке,делитель частоты, два ключа, два чсчетчика импульсов и вычислительноеустройство Я ,Недостатком этого устройства является наличие только двух измерительных каналов, что не дает точногопредставления о температурном разре зе, так как предполагает линейную зависимость температуры от глубины вдонных осадках, в то время как этазависимость является нелинейной,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является многоканальный цифровой термометр, содержащий автогенераторы с термочувствительными пьезорезонаторами, подключенные к входам смесителей, делительчастоты, вход которого соединен с выходом первого автогенератора, счетчик импульсов, управляемый источникпитания, дополнительные счетчики импульсов, триггеры, ключи, вычислительное устройство, дешифратор 2 .Однако это устройство не позволяет измерять переходные процессы установления температур в донных осадкахчто ограничивает его возможность висследовании теплофизических свойствисследуемой среды и ведет к снижению точности измерения из-за возможности регистрации неустановившегосязначения температуры.Цель изобретения " повышение точности измерения и регистрация процессов установления температур при внедрении термометра в донные осадки.Поставленная цель достигается тем,что в многоканальный цифровой термометр, преимущественно для измерения температуры донных осадков морей и океанов, содержащий автогенераторы с термочувствительными пьезореэонаторами, подключенные к входам блока смесителей, делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого81924 мерения температуры в донных осадках, 30преобразования и хранения цифровых эквивалентов измеренных значений температур до их перерегистрации на борту судна. Он содержит автогенераторы 3 с термочувствительными пьезоЗ 5 резонаторами, расположенными в измерительном зонде на заданных расстояниях друг от друга, делитель 4 частоты, блок 5 смесителей, коммутатор 6, счетчик 7 импульсов, преобразователь 8 параллельного кода в последовательный, блок 9 памяти, програм" мируемый блок 10 управления и управ 50.включает в себя цифропечатающее устройство 12, преобразователь 13 пос 5 Ю 15 20 25 автогенератора, счетчик импульсов, управляемый источник питания, введены программируемый блок управления, преобразователь параллельного кода в последовательный, блок памяти и коммутатор, входы которого соединены с выходами блока смесителей, а выход соединен с входом счетчика импульсов, выход которого через преобразователь параллельного кода в последовательный подключен к блоку памяти, при этом выход делителя частоты соединен с входом программируемого блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, счетчика импульсов, преобразователя параллельного кода в последовательный, блока памяти и управляемого источника питания.На чертеже приведена блок-схема многоканального цифрового термометра, содержащего пять измерительных каналов.Многоканальный цифровой термометр конструктивно состоит из двух частей: блока 1 измерения и блока 2 регистрации. Блок 1 измерения, погружаемый в воду, предназначен для изляемый источник 11 питания. Блок 2 регистрации служит для перерегистрации информации, записанной в памяти блока измерения, на ленту цифропечатающего устройства. Он ледовательного кода в параллельный,счетчик 14 номера измерений, блок 15управления и индикатор 16. Связь между блоком 1 измерения и блоком 2 регистрации электрическая кабельная впроцессе подготовительных работ исчитывания информации, а в процессеспуска аппаратуры в донные осадки и+ К,Тф у 6 55 частоты на выходах автогенераторов; при проведении измерений - механическая с помощью троса.Конструктивно измерительный блок состоит из измерительного зонда и электронного блока. В измерительном зонде, представляющем собой трубу диаметром 20 мм и длиной 4 м, по высоте размещены на расстоянии 1 м друг от друга шесть термочувствительных пьезореэонаторов, причем в сере дине зонда рядом размещены два пьезорезонатора. Измерительный зонд с помощью герметизированного разъемного соединения сочленяется с электронным блоком, в котором размещена вся 5 эпектронная часть измерительного блока.Для обеспечения надежного теплового контакта термочувствительных пьезорезонаторов с измеряемой средой по лость измерительного зонда заполняется трансформаторным маслом.Многоканальный цифровой термометр работает следующим образом.На борту судна блок 1 измерения с помощью электрического кабеля подключается к блоку 2 регистрации. С помощью органов управления, выведенных на переднюю панель блока 2 регистрации, задается требуемый режим 30 работы программируемого блока 10 управления, который обеспечивает проведение необходимого числа измерений через заданные интервалы времени. 35 Блок 1 измерения отсоединяется от блока регистрации 2 и начинается его спуск в воду. При погружении измерительного зонда в донные осадки сра батывает устройство включения питания. При этом управляемый источник 11 питания подает напряжение питания на автогенераторы, блок 5 смесителей и делитель 4 частоты. Остальные уз лы блока измерения находятся под питанием с момента включения питания на борту судна, Автогенераторы начинают вырабатывать частоты: К,К,Г, - постоянные составляющие частоты автогенераторов;коэффициенты тер- мочувствительности пьеэорезонаторов;Т,ТТ - значения температур в исследуемыхточках по глубинедонных осадков,Блок 5 смесителей формирует разностные частоты6 1 6 1 1 2 5ц.31 фф.35 3 5 1Делитель 4 частоты, подключенныйк выходу первого автогенератора, скоэффициентом деления 1 формирует,измерительный интервал с периодом Й1 о 1 о(3)Ер Г +1 с ТРазностные частоты с выходов бло"ка 5 смесителей поступают на входкоммутатора 6, на управляющий входкоторого через программируемый блок10 управления поступают импульсы сдлительностьюс выхода делителя 4.,При поступлении. первого импульса науправляющий вход коммутатора с выхода коммутатора 6 на вход счетчика7 поступают импульсы с частотой Гв течение времени В , где происходитих накопление и преобразование,в параллельный, например, 16-разрядныйдвоичный код. Задним фронтом импульса о с выхода блока 10 управлениязапускается нреобразбватель 8 параллельного кода в последовательный.Входной 16 разрядный код с выходапреобразователя 8 параллельного кодав последовательный последовательнопередается в блок 9 памяти для записи и хранения.уПосле записи результата измерения,с выхода первого канала аналогичнымобразом осуществляется запись и хранение результатов измерений по ос"тальным каналам. Затем с заданнойблоком 15 управления дискретностьюосуществляется запись и хранение результатов измерения по всем измерительным каналам в последующие моменты времени. По окончании процесса измеренийблок 10 управления подает команду науправляемый источник 11 питания, покоторой осуществляется обесточивание1281924 Составитель В.КуликовРедактор Н.Марголина Техред Л.Олейник Корректор М.Демч 54/37 Ти ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москвааж 776 Подписноетвенного комитета СССР,ретений и открытийЖ, Раушская наб., д.4/5 Зака изводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород ул.Проектная всех узлов блока 1 измерения, кроме блока 9 памяти и программируемого блока 10 управления.Измерительный блок извлекается иэ воды. На борту судна осуществляется частичная разгерметизация электронного блока и подключение его к блоку 2 регистрации. С помощью ручек управления блока регистрации задается режим считывания информации. При этом управляющие импульсы с выхода блока 15 управления через блок 1 О управления подаются на управляющие входы блока 9 памяти и переводят его в режим считывания. При этом осуществляется съем информации с блока 9 памяти измерительного блока и регистрация наленту цифропечатающего устройства 12.По результатам измерений И решив к систем уравнений вида И6 ф2 и 1 111 зк " 13 э114 КФ 4 (4) 5 11 к35для каждого момента времени, определяют закон изменения температуры вкаждой контролируемой точке.Наличие в предлагаемом многока нальном цифровом термометре новыхэлементов коммутатора, блока памяти, преобразователя параллельного кода в последовательный, программируемого блока управления, выгодно отли чает его от известного, так как позволяет с высокой точностью, при минимальных аппаратурных затратах иэнергозатратах наиболее оптимальнымобразом обеспечить измерение темпе ратур в донных осадках при глубоководных исследованиях,