Ультразвуковой измеритель распределения температуры по сечению трубопровода

) Заявлено 04.0рнсоединеннем М. Кл. С 01 К 11/24 явки М Государствеиыа кенит СССР ло делаи иэабретеии и юткрытив) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬРАСПРЕДЕЛЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО СЕЧЕНИЮ ТРУБОПРОВОДАмпера-.ультИзобретение относится к те турным измерениям, а именно к развуковым измерителям распределения температуры по сечению трубопровода.Известен ультразвуковой термометр для измерения температуры газового потока, содержащий излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, измерительную схему 1.Недостатком устройства являются его ограниченные возможности, связанные с измерением только средней ,температуры по сечению трубопровода. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ультразвуковой измеритель распределения температуры по сечению трубопровода, содержащий помещенный внутрь тру бопровода секцией меньшего диаметра передающий двухсекционный коаксиальный звукопровод с передающим пьезоэлементом, соединенным с первым выходом генератора и входом блока формирования импульсов, включающим в се бя последовательно соединенные усилитель, импульсный детектор и форми" рователь, выход которого соединен с первым входом блока временной селек" ции, второй вход. которого соединен о с вторым выходом генератора, а выход соединен с первым входом регистратора интервалов времени. Этот измеритель работает по принципу эхо-импульс.1 ной локации, определяя температурныйпрофиль исследуемого объема по интервалу времени между импульсами; соответствующими определенной паре отражающих поверхностей 1 2.Однако это устройство не обеспечивает измерения распределения температуры с необходимой точностью и быстродействием из-эа большой тепловой инерции вводимого в поток стержневого трубопровода.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения температуры по сечению трубопровода.хождения ультразвукового зондирующего импульса от и до передающегопьезоэлемента через коаксиальныйдвухсекционный звукопровод с отражающими поверхностями большего именьшего диаметров и интервалу времени Г 4 прохождения ультразвуковогозондирующего импульса от и до передающего пьезоэлемента через передающий коаксиальный звукопровод с секцией большего диаметра. Ультразвуковые импульсы, прошедшие от передающего пьезоэлемента 2 через передающий коаксиальный звукопровод с секцией большего 3 и меньшего 4 диаметра, прозвучиваемый объем газа между отражающими поверхностями секций большего и меньшего диаметра передающего и приемного коаксиальных двухсекционных звукопроводов и через две секции 11 и 12 приемного звукопровода, после преобразования в электрическое напря-,г жение в приемном пьезоэлементе 13 усиливаются усилителем 14, детектируются импульсным детектором 15, формируются формирователем 16 и передаются на блок 17 временной селекции. Блок 17 временной селекции выделяет электрические импульсы, соответьствующие интервалу времени ; прохождения ультразвукового зондирующего импульса от передающего до приемного пьезоэлемента через передающий и приемный двухсекционные коаксиальные звукопроводы с отражающими поверхностями большего и меньшего диаметров и прозвучиваемый объем газа между отражающими поверхностями меньшего диаметра передающего и приемного коаксиальных звукопроводов. Кроме того, блок 17 временной селекции выделяет импульсы, соответствующие интервалу временипрохождения ультразвукового зондирующего импульса от передающего до приемного пьезоэлементов через передающий и приемный коаксиальные звукопроводы с отражающими поверхностями большего за между отражающими поверхностямибольшего диаметра передающего и приемного коаксиальных звукопроводов.Регистратор 18 интервалов временипроизводит измерение интерваловвремени ,а,Г,Гд3 930024 4Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены приемныйидентичный передающему двухсекционный коаксиальный звукопровод с приемным пьезоэлементом, дополнительные 5блок временной селекции и блок формирования импульсов, вход которогосоединен с приемным пьезоэлементом,а выход " с,первым входом дополнительного блока временной "елекции, 16второй .вход которого соединен свторым выходом генератора, а выход соединен с вторым входом регистратора интервалов времени, причемдиаметры 0 и д двух секций коаксиальных звукопроводов, расстояние 1между свободными торцами секций ме-.ньших диаметров и радиус г трубопровода связаны соответственно междусобой соотношениями 0=(3 5)д; 1= 20=(О, 08-0) 2) го,На чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит генератор 1электрических импульсов, передающий 25пьезоэлемент 2, переДающие коаксиальные звукопроводы большего диаметра 3 и меньшего диаметра 4, трубопровод 5 с исследуемым потоком газа 6, блок формирования. импульсов, зввключающий в себя усилитель 7, импульсный детектор 8, формирователь 9,блок 10 .временной селекции, приемныезвукоароводы меньшего диаметра 11и"большего диаметра 13, приемный пьезоэлемент 13, наклеенный на секцию12,большого диаметра, дополнительный блок формирования импульсов,включающий в себя усилитель 14, им- .пульсный детектор 15 и формирова"тель 16, дополнительный блок 17 временной селекции, регистратор 18 инт,тервалов времени.Устройство работает следующимобразом.45Электрические импульсы генерато,ра 1 и импульсы, отраженные ототражающих поверхностей секцийбольшого 3 и меньшего 4 диаметровпередающего звукопровода с пьезо-,элемента 2 усиливаются усилителем 7 рдеТектируются импульсным детекто-диаметра и прозвучиваемый объем гаром 8, формируются формирователем9 и передаются на блок 10 временнойселекции.55Блок 10 временной селекции выделя.ет электрические импульсы, соответствующие интервалу времени Ъ проРаспределение температуры по сечению трубопровода определяется по. формуле2. х а(Ь-С)Тх= Т + (аЬ -То)(х )ОЬМ 2 гс - - -,т-г игде Т - температура стенки трубопроОвода;х - расстояние от стенки;М - молекулярная масса;показатель адиабаты исследуемого газ;й - универсальная газовая постоянная;1 - расстояние между торцамисекций меньшего диаметра пе-редающего и приемного коаксиальных звукопроводов;го - радиус сечения трубопроводовРаспределение температуры по сечению трубопровода по формуле может быть определено с достаточной степенью точности только в том случае, если выполняются условия 1 = (0,08-0,2)го и О = (3-5)с 1.Введение в устройство новых элементов и новых связей между элементами устройства позволяет значительно повысить точность и быстродействие измерений при исследоватении температурных полей в газовом потоке по сечению трубопровода, что позволяет расширить сферу применения устройства.формула изобретенияУльтразвуковой измеритель распределения температуры по сечению трубопровода, содержащий помещенный внутрь трубопровода секций меньшего диаметра передающий двухсекцион 930024 ф 6ный коаксиальный звукопровод с передающим пьезоэлементом, соединеннымс первым выходом генератора и входомблока формирования импульсов, включа 5 ющим в себя последовательно соединенные усилитель, импульсный детектор и формирователь, выход которогосоединен с первым входом блока временной селекции, второй вход которого соединен с вторым выходом генерато.ра, а выход соединен с первым входомрегистратора интервалов времени,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия иточности измерения температуры посечению трубопровода, в него введены приемный идентичный передающемудвухсекционный коаксиальный звукопровод с приемным пьезоэлементом, до 20 полнительные блок временной селек.ции и блок формирования импульсов,вход которого соединен с приемнымпьезоэлементом, а выход - с первымвходом дополнительного блока вре 25 менной селекции, второй вход которого соединен с вторым выходомгенератора, а выход соединен свторым входом регистратора интервалов времени, причем диаметры О и д30 двух секций коаксиальных звукопроводов, расстояние 1 между свободными торцами секций меньших диаметрови радиус г, трубопровода связанысоответственно между собой соотноше 35 ниями О = (3 5)с 1 э 1 = (О, 08-0,2) грИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 711383, кл. С 01 К 1/24, 977.4 О 2. уппиогСЬ 1 С. 1 пс 1 озсг 1 аарр 11 сас 1 опз оГ цегазоцпс 1. А ге -ч 1 еи, 11 Меазцгепепйз, йе 5 С 5, апс 1ргосезз сопйго цы п 0 1 окпсепз 11 уц 1 йгазоцпд. "1 ЕЕЕ Тгап, 5 оп 1 с апс 145 .Ойгазоп 1 сз", 1975, 22, Г 2, 71-101930024 Составитель Я.СоболеТехред И. Гергель едактор Т ректор А. Дзятко рыше исное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 3452/51 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж