Устройство для измерения пульсаций температуры в потоках

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПОТОКАХ , содержащее закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых соединенных / между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент выполнен в виде сферического пояса с углами раскрыва ©i и вг, выбранными в пределах 42° QL 25°, 55° QZ 42°. и связанными между собой соотношением Бсозвг -3cos ei 5со5в2 -3 Ш (Л О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ-1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 G 01 К 7/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

42 61 ) 25, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3725779/24-10 (22) 30.12.83 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) А. А. Сангалов (53) 621.317.39 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 354289, кл. G Ol К 7/34, 1970.

2. Патент Франции № 2340542, кл. G 01 К 7/00, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПОТОКАХ, содержащее закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых соединенных

„„Я0„„1171670 A между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент выполнен в виде сферического пояса с углами раскрыва Sq и Bq, выбранными в пределах

55 > 6г >42. и связанными между собой соотношением

5 сов% — 3cos 64 ь

5совбг — 3 cos 8z

1171670

5cos9i — 3 cos 9

5cos9ä — Зсозз 9

З0

55

42 ) 9 ) 25

55 ) 92) 42

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для из мерения пульсаций температуры и тепловых неоднородностей в реальных потоках жидкости и газа, где наряду с пульсациями температуры присутствуют пульсации скоростного напора и плотностные неоднородные среды.

Известно устройство, где чувствительный элемент измерителя выполнен в виде удлиненного пироэ3ектрика, закрепленного одним своим концом в корпусе обтекаемой потоком формы 1).

Недостатком этого устройства является отсутствие компенсации сигналов мешающих полей, в частности, пульсаций скоростного напора потока и акустических сигналов, что снижает точность измерения пульсаций температуры в реальных потоках.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является устройство для измерения пульсаций температуры в потоках, содержащее закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых, соединенных между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме (2).

Недостатком известного устройства является малая точность при измерении пульсаций температуры в реальных условиях из-за влияния неоднородности среды по плотности и пульсаций скоростного напора, которые, ввиду разных условий их воздействия на оба слоя сегнетоэлектрика, не могут быть скомпенсированы.

Целью изобретения является повышение точности измерений пульсаций температуры в реальных потоках за счет компенсации сигналов от пульсаций скоростного напора и плотностных неоднородностей в измеряемой среде.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения пульсаций температуры в потоках, содержащем закрепленный в проводящем корпусе чувствительный элемент, имеющий форму сферической оболочки, состоящей из двух одинаковых соединенных между собой слоев сегнетоэлектрика, образующих дифференциальную пару, которая подключена к электрической схеме, чувствительный элемент выполнен в виде сферического пояса с углами раскрыва Ю и 8z, выбранными в пределах и связанными между собой соотношением

На чертеже представлена конструкция устройства для измерения пульсаций температуры в потоках.

Устройство содержит два одинаковых, жестко связанных между собой слоя сегнетоэлектрика 1 и 2, выполненных в виде сферического пояса с углами раскрыва Oq u

9z . Чувствительный элемент закреплен в корпусе 3 и подключен к электрической схеме 4.

Работа устройства основана на использовании пироэлектрических свойств сегнетоэлектриков. При воздействии тепловых неоднородностей потока на внешнюю поверхность первого слоя сегнетоэлектрика 1, обращенного к потоку, на его электродах появляется электрическая разность потенциалов, пропорциональная тепловому воздействию, а так как теплопроводность сегнетоэлектрика мала по сравнению с материалом корпуса преобразователя, то температура второго слоя сегнетоэлектрика 2 остается близкой к средней температуре потока и заряд на нем не образуется. Таким образом разностный электрический сигнал подается на вход электрической схемы.

В случае воздействия на чувствительный элемент преобразователя акустического сигнала с длиной волны, много большей толщины слоя сегнетоэлектрика, происходит электрическая компенсация этих сигналов из-за малой разности фаз сигналов, приходящих на оба слоя сегнетоэлектриков.

Важной особенностью изобретения является использование в конструкции его чувствительного элемента закона распределения избыточного давления (скоростного напора) по поверхности сферического элемента при обтекании его потоком жидкости или газа, заключающегося в наличии на поверхности обтекаемой потоком сферы линии нулевого избыточного давления. Эта линия (окружность) проходит через точки на поверхности сферы, в которых угол между направлением потока и нормалью к поверхности сферы составляет 9< — 42 . По обе стороны от этой линии величина избыточного давления от пульсаций скоростного напора потока меняет свой знак.

Таким образом, при выборе формы чувствительного элемента в виде сферического пояса, включающего в себя линию нулевого избыточного давления, можно получить достаточно высокую степень компенсации по пульсациям скоростного напора. При этом форма чувствительного элемента находится из условия нулевого воздействия пуль1171670

5cos9 — Зсозз Bi

5cos+ — Зсозз Оа

Составитель В. Баздырев

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 4853 35 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 саций скоростного напора на чувствительный элемент, а углы раскрыва сферического пояса определяются соотношением и выбраны в пределахя

42 ) И,p25

55 Оа)42, в которых точность измерения пульсаций температуры максимальна.