Устройство для измерения температуры

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ Сеюа СоаатсиииСфциапистичасиииРеспублик пц 892237(22) Заявлено 28. 04. 80 (21) 2915990/18" 1 Ос присоелинением заявки М -(51)М. Кл. С 01 К 1/26 ВЪоударотакииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к технике температурных измерений и может быть использовано для измерений температур газовых потоков, например, в газотурбинных двигателях.Известны струйно-акустические устройства для измерения температур газовых потоков, содержащие в качестве термочувствительного элемента струйно-акустический генератор колебаний 11 и 21.Недостатком этих устройств является влияние величины давления в резонаторе на точность измерений.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуль 15 тату к изобретению является струй- но-акустическое устройство, содержащее резонатор с входным и выходным каналами и преобразователь часто 20 ты акустических колебаний в электрический сигнал, Резонатор в этом устройстве снабжен цилиндром с поршшем, разделяющим цилинлр на дне ка-. меры, причем поршень соединен с профилированной иглой, размещенной в выходном канале резонатора, а камеры цилиндра соединены трубопроводами с входным и выходным каналами резонатора 31.Недостатком этого струйно-акустического устройства является сравнительно низкая точность и достоверность получаемых результатов измерений температуры газового потока вследствие возмущающего воздействия профилированной иглы на поток газа и влияния изменения давления в резонаторе на точность измерения,Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов измерения температуры за счет исключения влияния возмущающего воздействия профилированной иглы на поток газа и изменений величины давления в резонаторе.Т а КР Г с Ке=+ носительное ра ояние о кли от входноо сопна; резонатор с входным и выходным соплами, преобразователь частоты акустических колебаний в электрическийсигнал, разделенный поршнем на двекамеры, соединенные трубопроводамис входным и выходным каналами резонатора, сопло, размещенное во входном канале резонатора, выполнено подвижным и кинематически связано с поршнем цилиндра,Связь между частотой колебаний,скоростьюистечений и расстояниемот входного сопла до края клинадля струйно-акустического генератораво всех случаях с некоторым приближением описывается зависимостью111-Игде п=1,2,3 - порядок гармоники,Скорость истечения газа из соплагенератора определяется выражением оказатель адиабаты;азовая постоянная;бсолютная температураеред соплом,авление газа в камере вление газа перед входным соплом6 - коэффициент скорости.Анализ выражений 1 ) и (,2) показывает, что для того, чтобы обеспечить однозначную зависимость между частотой колебаний и температурой газа, необходимо изменение скорости истечения газа из входного канала, вызванное изменением отношений дав- ленийР Рс, компенсировать измене - кием расстояния 11 от входного сопла до клина. Последнее может достигать ся изменением положения подвижного сходного сопла, установленного во входном канале, по зависимости, полученной из выражений 1,1) и ( 2),1 и 8 - расстояния от входногосопла до клина соответственно при критическоми докритическом режимах5 истечения газа из выходного канала генератора;и Е - коэфФициенты расхода воздуха соответственно прикритическом и докритичес 10 ком режимах истечения газа из выходного канала генератора.На критических и сверхкритическихрежимах истечения газа из выходногоканала генератора перепад давлений навходном сопле остается постоянным,поэтому 1 =1,На фиг, 1 схематично показано устройство для измерения температурым газа на фиг. 2 - график зависимостиЕ от Р 1 Г,..Устройство состоит из подвижноговходного сопла 1 резонатора 2, выходного канала 3, элемента 4, регулирур 5 ющего расстояние 0 от подвижного .входного сопла до клина 5 при помощи штока 6, кинематически связанного с подвижным входным соплом, в зависимостиот перепада давлений в камерах 7 и 8и преобразователь 9 выходного сигнала генератора.На фиг. 2 показана зависимость потребного изменения относительногорасстояния 3 , создаваемого перемещением входного сопла, от отноше 35ния абсолютного давления газа в резонаторе Р к давлению газа на входев генератор Рс, имеющего следующиехарактеристики: расстояние от вход 40ного сопла до клина при критическом режиме истечения Я =2,5 1 О м,ширина резонансной камеры 6 =5,9 10 м 1Уплощади поперечных сечений входного и выходного сопел равны 6,66 10 м,-Ь иотносительное расстоянйе изменяет 45ся в пределах от 1 до 3,5; Экспериментальные исследования макета генератора с указанными геометрическимиразмерами показали, что генерируемаячастота колебаний Е =2900 Гц под 50держивается постоянной при измененииперепада давлений Р/Р в диапазонеот 0,76, соответствующему критическому истечению из выходного каналапитания генератора, до 0,96.55 Устройство для измерения температуры газового потока работает следующим образом.8922 291. Патент СВА В 3769839,кл, 73-339, опублик. 1973.2. Патент США В 3667297,кл. 73-339, опублик. 1969.25 3Авторское свидетельство СССРФ 757877, кл. 6 01 К 11/26, 1978прототип). Газ, температура которого измеря-ется, поступает через входное сопло генератора колебаний в резонатор и в нем, благодаря взаимодействию по" тока с кромками выходного канала, 5 создаются акустические колебания.При изменении давления газа на входе в генератор изменяется перепад давлений на поршне элемента 4, что приводит к его перемещению вме О сте со штоком, который кинематически связан с подвижным входным соплом, Расстояние от входного сопла до клина изменяется до тех пор, пока не установится равновесие на поршне, 1 которое обеспечивается за счет деформации пружины. Последней достигается требуемый закон изменения расстояния 8Таким образом, предложенное устройство за счет исключения влияния указанных дестабилизирующих факторов позволяет повысить точность и достоверность результатов измерения.формула изобретенияУстройство для измерения температЯы, содержащее резонатор с вход 37 4ным и выходным соплами, преобразователь частоты акустических колебанийв электрический сигнал и цилиндр,разделенный поршнем на две камеры,соединенные трубопроводами с входным и выходным каналами резонатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и достоверности результатов измерений засчет исключения влияния возмущающихвоздействий на поток газа и изменения давления в резонаторе, сопло,размещенное во входном канале резонатора, выполнено подвижным и кинематически связано с поршнем цилиндра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе892237 д 7 б 48 РУб орректор М.Демч ираж 9 Подписно 11216 62ВНИИПИпо дел113035,К тета СС сударственного м изобретений осква, ЖР ткрытииская наб., д. 4/5 иал П 1 П 1Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Н.ГоршкоРедактор И.Николайчук . ТехредЖ,Кастелевич