Устройство для измерения температуры

подключены выходы генератора качающейся частоты и блока измерения, второй выход которого подсоединен ковходу генератора качающейся частоты,ко входам триггера,.к третьим входамблоков выделения сигналов и генераторрв импульсов, подключенных ко входамсхемы формирования сигналов, третийвход которой соединен с выходом триггера, подключенного также ко второмувходу генератора качающейся частоты,и выХод одного блока выделения сигнала подсоединен ко входу излучателя,а другого блока - ко входу приемника,при этом вторые выходы этих блоковчерез схему ИЛИ подключены .ко второму входу триггера. 15Кроме того, каждый блок выделениясигналов содержит соединенные последовательно коммутатор, детектор, дифференциатбр и триггер, выход которого подключен ко второму выходу блока, 20а вход триггера подсоединен к третьему входу блока выделения сигналов,к первому и второму входу которогоподключены входы коммутатора, выходкоторого подсоединен к первому выходу блока.1На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2временные осцилограммы 17 - 25),Устройство содержит ультразвуковой излучатель 1, приемник 2, систему 3 перемещения излучателя и приемника, блок 4 измерения, схему 5 формирования сигналов для системы перемещения, генератор б качающейся частоты, схемУ ИЛИ 7, триггер 8, генераторы 9: и 10 импульсов, коммутатор 11,детектор 12, дифференциатоо 13, триггер 14 блока выделения сигналов, блоки 15 и 16 выделения сигналов.Устройство работает следующим образом.В начальный момент времени (фиг.2).после включения электропитанияустройства преобразователи вводятсяв исследуемую среду и блок 4 иэмерения вырабатывает сигнальный импульс(17), который преобразователем 1 излучается в исследуемую среду и принимается приемно преобразователем 2.Принятый пьезоприемным преобразователем 2 импульс поступает на блок 4измерения, в котором вычисляется температура и скорость газового потока,После очередного цикла измерения проверяется температура нагрева преобразователей 1 и 2.Контроль температуры нагрева преобразователей происходит следующим.образом, Блок измерения запускаеткоммутатор 11 сигналов, генератор бкачающейся частоты (ГКЧ), триггеры О8 и 14 и генераторы 9 и 10 импульсов. ГКЧ б вырабатывает синусоидальный сигнал, частота которого в какойто момент времени с (18) становитсяравной резонансной частоте менее нагретого преобразователя, а затем в момент времени с 4 (19) и резонансной частоте более нагретого пьезопреобразователя. С увеличением температуры нагрева резонансные частоты пьезопреобразователей 1 и 2 увеличиваются, Так как ГКЧ 6 через коммутатор 11 подключен к пьезопреобраэователю 1, то детектор 12 выделяет огибающую этого сигнала. Когда частота генератора качающейся частоты проходит резонанс преобразователя, на выходе детектора 12 получается максимальное напряжение, которое дифференцируется дифференциатором 13 и переводит в исходное состояние триггер 14. С выхода триггера 14 импульс длительностью -(18) поступает на схему ИЛИ 7. Аналогично работает и второй блок 16 выделения сигналов. Импульс с выхода этого блока поступает на второй вход схемы ИЛИ 7. С выхода схемы ИЛИ 7 прямоугольный импульс наибольшей длительности, соответствующей промежутку времени, необходимому для того, чтобы частота ГКЧ изменилась от первоначальной (момент времени , ) до резонансной частоты наиболее нагретого преобразователя (в данном случае до резонансной частоты пьезоприемника 2), поступает на второй вход первого триггера 8 и задним фронтом переводит его в первоначальное состояние. Первый триггер 8 своим импульсом 21 переводит в исходное состояние блок 4 измерения и генератор 6 качающейся частоты. В схеме 5 формирования сигналов ввода-вывода сравниваются по длительности импульс с выхода первого триггера 8 с импульсами, поступающими от первого и второго генераторов 9 и 10 импульсов. Первый генератор 9 импульсов вырабатывает импульсы, длительность которых соответствует промежутку времени с 5, необходимому для измерения частоты ГКЧ б до резонансной частоты преобразователей при наибольшей допустимой температуре нагрева.Температура пьезопреобразователей должна быть меньше температуры Кюри Т применяемого пьезоматериала Например, для керамических,пьезоматериалов ЦТСТ=290 С, для кварцевых 570 С, для ниобата лития 1 МЬ 01910 С.Второй генератор 10 импульсов вырабатывает импульсы 24, длительность которых соответствует промежутку времени с-й, необходимому для изменения частоты ГКЧ до резонансной частоты .пьезопреобразователей, когда их температура нагрева не превышает заданной величины и они могут работать в исследуемой высокотемпературной среде, Если длительность импульса, поступающего на схему 5 формирования сигналов ввода-вывода от первого триггера 8, больше длительности импульса, поступающего от первого генератора 9 импульсов, то схема 5 формирования сигналов ввода-вывода выдает команду 25 о выводе пьезопреобразователей с исследуемой среды. И, каобооот, если длительность импульсами. поступающего от первого триггера 8 на схему 5 формирования сигналов ввода-вывода меньше длительности импульса, поступающего от первого генератора 9 импульсов, то преобразователи 1 и 2 поддерживаются в введенном состоянии. Если длительность импульса, поступающего на схему 5 формирования сигналов ввода-вывода от первого триггера 8, меньше длительности импульса второго генератора 10 импульсов, то преобразователи 1 и 2 поддерживаются 15 в введенном состоянии, если они введены в исследуемую среду раньше или когда они были в выделенном состоянии 25. Когда преобразователи введены в исследуемую среду, блок измерения 20 осуществляет измерение скорости ультразвука и после каждого цикла измерения проверяет нагрев пьезопреобразователей до момента, когда температура наиболее нагретого преобразователя достигает наибольшей заданной величины, После этого на систему 3 ввода- вывода от схемы 5 формирования сигналов ввода-вывода поступает команда вывести пьезопреобразователи из высокотемпературной среды. Когда преобразователи остывают до заданной температуры, схема 5 формирования сигналов 5 выдает команду на систему ввода-вывода о вводе пьезопреобразователей в исследуемую среду, после чего процесс измерения повторяется.Предлагаемое устройство наряду с повышением точности измерения позволяет повысить надежность контроля высокотемпературных сред за счет то го, что управление системой ввода- вывода ультразвуковых преобразователей в исследуемую среду осуществляется автоматически по температуре наиболее нагретого преобразователя. Кроме 4 того,это дает воэможность автоматизировать ультразвуковые системы контроля высокотемпературных сред, основанные на определении скорости ультразвука в контролируемых средах, и расширяет область применения ультразвуковых контрольно-измерительных систем. Формула изобретения1. Устройство для измерения температуры, содержащее ультразвуковые преобразователи - излучатель и приемник, механически соединенные с системой перемещения, подключенной к выходу схемы формирования сигналов, блок измерения, подсоединенный к входам приемника и излучателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены генератор качающейся частоты, триггер, генераторы импульсов, схема ИЛИ, блоки выделения сигналов, к входам которых подключены вйходы генератора качающейся частоты и блока измерения, второй выход которого подсоединен ко входу генератора качающейся частоты, ко входам триггера, к третьим входам блоков выделения сигналов и генераторов импульсов, подключенных ко входам схемы Формирования сигналов, третий вход которой соединен с выходом триггера, подключенного также ко второму входу генератора качающейся частОты, и выход одного блока выделения сигнала подсоединен ко входу излучателя, а другого блока - ко входу приемника, при этом вторые выходы этих блоков через схему ИЛИ подключены ко второму входу триггера.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок выделения сигналов содержит соединенные последовательно коммутатор, детектор, дифференциатор и триггер, выход которого подключен ко второму выходу блока, а вход триггера подсоединен к третьему входу блока выделения сигналов, к первому и второму входу которого подключены входы коммутатора, выход которого подсоединен к первому выходу блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бовшеверов В.М. и др. Акустический термометр-интерферометр дляизмерения температуры в стратосфере. -"Фиэика атмосферы и океана", 1969,4,Р 10.2. Авторское свидетельство СССР838425 Составитель А.Тереховрсков Техред,М. Голинка Корректс р А,Н е аренк 11/60ВНИИ Тираж 907 Подп Государственного комитета СССР делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,аказ е 4/ илнал ППП "Патетф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4