Устройство для измерения температуры вращающегося объекта

(5 Ц 5 НИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ КОМУ А ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоватьсядля дистанционных беспроводных (бесконтактных) измерений температуры вращающихся объектов по звуковым каналам. Целью изобретения является расширение диапазона температур, На вращающемся объекте датчика, выполненного в виде камеры, имеющей щелевое сопло, установлены резонирующие полости (4,5), сообщенные через выходные отверстия с окружающим пространством, клиновой рассекатель (3) и подвижная крышка (6), сопряженная с преобразователем температура - линейный размер. Объем резонирующих полостей камеры изменяется пропорционально изменению температуры вращающегося тела. вследствие перемещения подвижной крышки под действием преобразователя температура - линейный размер, например сильФонав, которые изготавливаются из материала с большим коэФФициентом линейного расширения. При изменении объема меняется частота генерируемого датчиком звукового сигнала. Звуковой сигнал воспринимается чувствительным элементом, например микроФоном, и передается на анализатор спектра, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для дистанционных беспроводных (беконтактных) измерений температуры вращающихся обьектов.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых температур за счет бесконтактного дистанционного измерения температуры вращагощихся обьектов по звуковому каналу,На фиг,1 изображена установка датчика на лопатке турбины; на фиг.2 - вид камеры датчика сверху беэ преобразователя температура-линейный размер,и подвижной крышки; на фиг.З - лопатка турбины с установленным на ней датчиком температуры, разрез.Устройство для измерения температуры вращающегося объекта состоит иэ датчика 1 температуры, установленного на вращающемся абьекте, например, на лопатке турбины, и выполненного в виде камеры имеющей щелевое сопло 2, клиновой рассекатель 3, размещенный против щелевого сопла 2, резонирующие полости 4, 5 с переменным обаемом, крышку датчика 6, выходные отверстия 7, 8, и содержащего преобразовател. 9, 10 температура-линейный размер, выполненного в виде, например, сильфонов, и сопряженного с крышкой датчика 6 и подвижной крышкой 11. Устройство также включает чувствительный элемент 12, выполненный в виде микрофона, и анализатор 13 спектра.Устройство работает следующим образом.Датчик монтируют непосредственно на вращающемся обьекте, например, в корпусе лопатки турбины, С торца в лопатке высверливают два отверстия полости 4, 5, затем фрезеругот или высверливают выходные отверстия 7, 8 и щелевое сопло 2, причем таким образом, чтобы щелевое соила 2 располагалось против клиновидного рассекателя 3, Для обеспечения перемещения подвижной крыг ки установленной в резонирующих полостях, в высверленные отверстия г,полости 4,5) вертикально устанавливают преобразователь 9, 10 температура-линейный размер, выполненный в виде, например, сильфонов, нижний край которого приваривают к подвижной крышке 11, а верхний - к крышке датчика 6. Для предохранения преобразователей 9, 10 температура-линейный размер от воздействия потока рабочего тела турбины верхняя часть выходных отверстий 7, 8 гесли они выфреэерованы), и щелевого сопла 2 заваривают таким образом, чтобы оставались отверстия в нижней части датчика, 30 35 40 45 кового давления излучается через выходное отверстие 8 и далее этот процесс повторяется,При изменении температуры вращаю щегося обьекта, подвижная Мрышка 11 преобразователя 9, 10 температура-линейный размер перемещается под действием силь- фонов, которые удлиняются пропорцио 5 10 15 20 25 При изготовлении преобразователя 9, 10 температура-линейный размер могут быть применены легированные стали, жаропрочные стали, нержавеющие и специальные стали и сплавы. Например, можно применять сталь марки Г 20 х 12 Ф, обладающую значительным средним температурным коэффициентом линейного расширения и способную работать в широком интервале температурных нагрузок, Крышку датчика 6 присоединяемую к корпусу лопатки сверху, и подвижную крышку 11, устанавливаемую в резонирующих полостях 4, 5, изготавливают иэ того же материала, что и сама лопатка турбины. Все это позволяет увеличить диапазон измерений температуры, по сравнению с датчиками работа которых основана на других физических принципах, до рабочих температур турбины, т.е. до 1000" С, Для ликвидации возможного биения вала турбины, возникающего при перемещении подвижной крышки 11, а также для повышения надежности измерения температуры, устанавливают два датчика диаметрально противоположно в набор лопаток турбины, Жесткость сильфонов (9,10) подбирается таким образом, чтобы исключить влияние центробежных сил на перемещение подвижной крышки 11. Размеры сильфонов 9,10) и величина и величина их рабочего хода, а также соотношения между геометрическими размерами резониругощих полостей 4, 5, щелевого сопла 2 и выходных отверстий 7, 8 подбираготся таким образом, чтобы обеспечить эффективную работу датчика в пределах рабочих температур турбины, и в соответствии с описанием излучателя акустических сигналов,Устройство работает следующим образом,При вращении обьекта струя газа попадает в щелевое сопло 2, далее обтекая клиновой рассекатель 3, она отклоняется в одну из резонирующих полостей 4, ограниченную сверху подвижной крышкой 11, а снизу днищем камеры, являющимся корпусом лопапи турбины, где создается импульс звукового давления, который излучается через выходное отверстие 7, Одновременно этот импульс звукового давления из резонирующей полости,4 перебрасывает струю газа в резонирующую полость 5, где импульс зву 1825 И 2нально повышению температуры и соответственно, укорачиваются при ее понижении;это приводит к уменьшению или увеличению объема резонирующих полостей 4,5, а, следовательно, и частоты излучаемого ус.1- ройством звукового сигнала, Звуковой сигнал воспринимается чувствительным элементом 12 микрофоном) и фиксируется на анализаторе спектра 13,0 величине температурц воащающегося обьекта судят по показаниям анализатора спектра 13. Иа экране анализатора 13 спектра фиксируется спектр акустического сигнала излучаемого датчиком, т,е. распределение амплитуды звукового давления по частоте, Предварительно оттаоировав зависимость интеггяль 15 ных характеристик спектра от температуры вращающегося объекта, по их. изменени 1 о можно судить о температуре объекта. Фильтрация и обработка составляющей спектра, несущей информацию о температуре, от шу ма и других звуковых помех, имеющих регулярный характер, осуществляется в соответствии с известным способом и с использованием методов функционального диагностирования сложных механи еских систем,Технические преимущества заявляемого решения заключаются в том, что обеспечение воэможности бесконтяктн ого дистанционноо измерения температуры л 0 вращающегося объекта по звуковому каналу позволяет; расширить диапазон ГЗмеряемых температуг объекта в пределах 100- 1000 С; конг;руктивноб исполнение устройства расш 1,".Ряет Область Грик 66 н 1 Р, т,к позволяет Отказаться О; стяторя Гкорп- сяф для коепления 16 подвижной измерительной ЯппарЯтурц, ч ГО требуется, нагример Г 1,.-;МРО 6 Ии темерятпц ЛОГ 1 ястей винта: повысить надежность измерения темперЗтурч В Условиях высоких температур беэ снижения КГЦ., агрегата,Формула изобретения Устройство для измерения температуры вращаощегося объекта, содержащее чувствит 8 льный элемент, соединснный с Входом анализатора спектра и расположенный против датчика температуры, сняоженнОГО преобразователем темп 8 рэтура"линеЙный размер, от лича ю и вес я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, датчик температуры выполнен В виде камеР 14, имею 1 Цей Щелевое сОГ 1 лО, Оезонирщие полости сообщдны Оез В.ход нце Отверстия с Ок ружяющеи средои клиновый Ояссекатдль и подвижную крыв 1- ку, сопряженнуо с преобоазователем температура-линейный Оязмео, и ричем клиновый рассекятель размещен против щелеВОГО сопла, ГОдвижняя рыикя уста" новланя В резонрующих полостх. я увст- В и т 6 л ь н ц ",1 з л 6 м е н т в ы и О л н 6 .; в В и д 6 мицо.Рона1825992 Составитель В.КощеевРедактор С.Кулакова Техред М,Моргентал тор М.Тка роизводственно-издательский комбинат "Патент"; г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 2315 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4(5