Устройство для измерения температуры газового потока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА ПО авт, св. 909590, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два блока фильтров, при этом выходы каждого, преобразователя акустического сигнала в электрический подключены к входу схеглз вьшеления разностной час-. тоты через соответствующий блок фильтров, к-аждый из. которых содержит группу полосовых фильтров, выходы которых подключены соответственно к входам ключей и входам формирователей, выходи которых, за исключением последнего формирователя, подключены через инверторы соответственно к первым входам схем совпадения,выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей с второго по последний, причем упрашляющий вход первого ключа соединен с выходом первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вторым входом первой схема совпадения, а каждый с второго по к-й, вход к-й схемы совпадения, начиная с второй, подключей соответственно к выходам инел верторов с первого по к-й, при этом выход последнего формирователя соединен с дополнительным входом последней схема совпадения.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ue) а>, 3(59 G 01 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 909590 (21) 3577585/18-10 (22) 08. 04. 83 (46) 23.05. 84. Бюл, 9 19 (72) 3 .С.Патлах, В.И.Золотухнн и A.P.Àñàäóëëèíà

<71) Уфимский ордена Ленина авиацион- йый институт им. Орджоникидзе (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 909590, кл. G 01 К 13/02, 1980, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА по авт. св. 9 909590, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два блока фильтров, при этом выходы каждого. преобразователя акустического сигнала в электрический подключены к входу схемы выделения раэностной час-. тоты через соответствующий блок фильтров, каждый из которых содержит группу полосовых фильтров, выходы которых подключены соответственно к входам ключей и входам формирователей, выходы которых, за исключением последнего формирователя, подключены через инверторы соответственно к первым входам схем совпадения, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей с второго по последний, причем управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вторым входом первой схемы совпадения, а каждый с второго по к-й, вход к-й схемы совпадения, начиная с второй, под- I ключен соответственно к выходам инверторов с первого по к-й, при этом выход последнего формирователя соединен с дополнительным входом последней С схемы совпадения.

)093911

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при построении регуляторов температуры для авиационных двигателей.

По основному ант. сн. 9 909590 известно устройство для измерения температуры газового потока, содержащее два струйных генератора, выходы которых через преобразователи акустического сигнала н электрический сигнал соединены с входами схемы выделения раэностной частоты, выход которой соединен с измерительным блоком, два делителя частоты, схему вычитания, частот, входы которой соответственно через делители частоты соединены с 15 входами схемы выделение разностной частоты, а выход соединен с нхсдом измерительного блока (11.

Недостатками известноro устройст— ва являются низкая точность измерения 0 температуры и неполное испопьзование широкого диапазона работы струйного генератора. Это обусловлено тем, что выходной сигнал струйного генератора является полигармоническим, т,е. 5 кроме основной частоты содержит ряд гармоник, что значительно искажает результат измерения. Особенно сильно это проянляется при измерении быстро меняющихся температур, Поскольку гармоники основной частоты попадают в рабочий диапазон устройства,. применение эаграждающих фильтров недопустимо, Целью изобретения является повыше ние точности измерения температуры газового потока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры газового потока введены два блока фильтров, при этом ныхады каж- 40 дого преобразователя акустического сигнала н электрический подключены к входу схемы выделения разностной частоты через соответствующий блок фильтров, каждый из которых содержит 45 группу полосовых фильтров, выходы которых подключены соответственно к нходам ключей и входам формирователей, выходы которых, эа исключением последнего формирователя, подйлюченыI через иннерторы соответственно к первым входам схем совпадения, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей с второго по последний, причем управляющий вход первого ключа соединен с вы- 55 ходом первого формирователя, выход второго формирователя соединен с нторым входом первой схемы совпадения, а каждый, с второго по к-й, вход к-й схемы совпадения, начиная с второй 60 подключен соответственно к выходам иннерторон с первого по к-й, при этом выход последнего формирователя соеди- нен с дополнительным входом последней схемы совпадения. 65

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. устройство содержит два струйных генератора 1 и 2, два преобразователя 3 и 4 акустического сигнала н электрический, электрическую схему выделения разностной частоты 5, делители 6 и 7 частоты, схему 8 вычитания частот, измерительный блок 9 и два блока 10 и 11 фильтров.

Блок 10 фильтров содержит группу полосовых фильтрон 12 .1-12.п ключи

13.1-13п,формирователи 14,1-14.п, иннерторы 15.1-15(n-l) и схемы 16,1.16 (n-1) совпадения, Блок ll фильтров содержит группу полосовых фильтров 17.1-17.m ключи

18.1-18.m, формирователи 19 ° 1-19.m, инверторы 20.1-20,(m-l) и схемы 21 ° 1

21.(m-l) совпадения.

Полосы пропускания групп полосовых фильтров 12.1-12.п .è 17.1-17.m выбраны из условия где fq — нижняя полоса пропуск ания;

fg — верхняя полоса пропускания;

Кроме того, ° для двух соседних фильтров выполняется условие в< н;

Устройство работает следующим образом, При помещении струйных генераторон 1 и 2 в измеряемый газовый поток в них возбуждаются акустические коле. бания с частотами f, и f g однозначно связанными с температурой газового потока.. Преобразователи 3 и 4 преобразуют их в электрические колебания той же частоты, Электрические сигналы с преобразователей 3 и 4 акустического сигнала н электрический поступают на входы полосовых фильтров 12.1-12,п и

17:1-17.m. Выходные сигналы струйных генераторов 1 и 2, кроме основных частот f и f< содержат кратные им гармоники. Схема построена таким образом, что пропуская основную частоту сигнала, она не пропускает кратные ей гармоники, т.е, работает с приоритетом для меньшей из присутств ующих в сигнале ч астот .

Рассмотрим сигнал, содержащий кроме оснонной частоты еще вторйю гармонику, при этом пусть основная частота проходит через полосовой фильтр

12.1., а вторая гармоника - через полосовой фильтр 12,2. С помощью формирователей 14.1 и 14.2 уровня напряжения частотные сигналы преобразуются в постоянное напряжение.

Постоянное напряжение с выхода формирователя 14.1 поступает на управляющий вход ключа 13,1, что прин<т дит к его замыканию, и основная час1093911 тота сигнала проходит для дальнейшей обработки. Постоянное напряжение, соответствующее второй гармонике, с выхода формирователя 14. 2 поступает на вход схемы 16.1 совпадения, на другой вход котеой через инвертор 5

15.1 поступает постоянное напряжение с выхода формирователя 14.1. Сигнал с выхода формирователя 14.1, пройдя через инвертор 15.1, запрещает появление сигнала на выходе схемы 18.1 10 совпадения, из -эа. чего ключ 13.2 остается в разомкнутом состоянии. По такому принципу схема работает при попадании основной частоты сигнала в ,полосу пропускания любого из полосо- 15 вых фильтров 12.1-12.п и при любом числе гармоник, т.е. логика работы ключей описывается выражением

I — х 20

Yg = Х1Х ! Мь уп Х ХХ2 ° ° ° Х1i

25 где Y — сигнал на управляющем входе i-ro ключа;

Х; — сигнал на выходе i-ro формирователя уровня напряжения.

Аналогичным образом работает другая часть схеьы, содержащая блок 11 фильтров, служащая для выделения ос-. нонной частоты сигнала с выходаструйного генерато а 2.

Электрические сигналы с выходов ключей 13,1-13.п и 18.1-18.m поступают на входы делителей 6 и 7 частоты.

Коэффициенты деления делителей 6 и 7 частоты выбираются таким образом, 40 чтобы частоты на их выходах были рав- ны разностной частоте, т.е.

fí fэ л.— т f д г

К, Кr 2 45 где К6 и К 7 — коэффициенты деления делителей 6 и 7 частоты.

При нормальной работе устройства на выходе схемы 8 вычитания частоты сигнал отсутствует, так как частоты, поступающие на ее входы, равны между собой. На выходе схемы 5 выделения раэностной частоты, частота равна разности основных частот струйных генераторов 1 и 2

gf = f< f

Разностная частота jf, соответствующая измеряемой температуре, поступает на вход измерительного блока 9.

При выходе из строя струйного генератора l или преобразователя 3 акустического сигнала в электрический, электрический сигнал на выходе делителя 6 частоты и на выходе схемы выделения разностной частоты 5 отсутствует.

Электрический сигнал с выхода делителя 7 частоты поступает на вход схемы 8 вычитания частот, на выходе которой появляется сигнал с разностной частотой а f который поступает на вход измерительного блока 9. При выходе из строя струйного генератора 3 или преобразователя 4 акустичес кого сигнала в электрический схема работает аналогичным образом, Введение в устройство фильтров выделения сигнала основной частоты позволяет повысить точность измерения температуры, помехоустойчивость и пол ностью использовать рабочий диапазон струйного генератора.

Применение предлагаемого устройства для измерения температуры газового потока в системах измерения и регулирования температуры ГТД позволяет повысить качество регулирования, что приводит к увеличению ресурса работы двигателя и экономии топлива.

1093911

: ВНИИПИ Заказ 3413/33 Тирам 823 Подписное

О»»»»»»»»»»»»«»» ь

Фнлвал ППП Патент", .r. Умгород, ул. Проектная,4