Многоканальный цифровой термометр

 

С(МОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„su„„» 24 А< (59 4 С 01 К 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3510221/18-10 (22) 11.10.82 (46) 07.01.87. Бюл. 1 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Института геологии АН АЗССР (72) С.П.Григорян, P.À.Áàãèðîâ и В.И.Артеменко (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 913003, кл. G 01 К 7/32, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1242728, кл. С 01 К 7/32, 1981. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, преимущественно для измерения температуры донных осадков морей и океанов, содержащий автогенераторы с термочувствительными пьезорезонаторами, подключенные к входам блока смесителей, делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого автогенератора, счетчик импульсов, управляемый источник питания, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности измерения и регистрации процессов установления температур при внедрении термометра в донные осадки, в него введены программируемый блок управления, преобразователь параллельного кода в последовательный, блок памяти и коммутатор, входы которого соединены с выходами блока смесителей, а выход соединен с входом счетчика импульсов, выход которого через преобразователь параллельного кода в последовательный подключен к блоку памяти, нри этом выход делителя частоты соединен с входом программируемого блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, счетчика импульсов, преобразователя параллельного кода в последовательный, блока памяти и управляемого источника питания.

1 12

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и предназначено для измерения температурных полей в донных осадках морей и океанов, а также может быть использовано в различных отраслях промышленности и в научных исследованиях.

Известно устройство для измерения температур и градиентов температур, содержащее три автогенератора с термочувствительными пьезорезонаторами, один из которых расположен в первой точке, а два других во второй точке, делитель частоты, два ключа, два ч счетчика импульсов и вычислительное устройство 11) .

Недостатком этого устройства является наличие только двух измерительных каналов, что не дает точного представления о температурном разре„ зе, так как предполагает линейную зависимость температуры от глубины в донных осадках, в то время как эта зависимость является нелинейной.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальный цифровой термометр, содержащий автогенераторы с термочувствительными пьезорезонаторами, подключенные к входам смесителей, делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого автогенератора, счетчик импульсов, управляемый источник питания, дополнительные счетчики импульсов, триггеры, ключи, вычисли- . тельное устройство, дешифратор j2) .

Однако это устройство не позволяет измерять переходные процессы установления температур в донных осадках

Э что ограничивает его возможность в исследовании теплофизических свойств исследуемой среды и ведет к снижению точности измерения из-за возможности регистрации неустановившегося значения температуры.

Цель изобретения " повышение точности измерения и регистрация процессов установления температур при внедрении термометра в донные осадки.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный цифровой термометр, преимущественно для измерения температуры донных осадков морей и океанов, содержащий автогенераторы с термочувствительными пьезореэонаторами, подключенные к.входам блока смесителей, делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого

81924 мерения температуры в донных осадках, 30 преобразования и хранения цифровых эквивалентов измеренных значений температур до их перерегистрации на борту судна. Он содержит автогенераторы 3 с термочувствительными пьезоЗ5 резонаторами, расположенными в измерительном зонде на заданных расстояниях друг от друга, делитель 4 час.тоты, блок 5 смесителей, коммутатор

6, счетчик 7 импульсов, преобразователь 8 параллельного кода в последовательный, блок9 памяти, программируемый блок 10 управления и управ50.включает в себя цифропечатающее устройство 12, преобразователь 13 пос5 !

О

25 авто генератора, счетчик импульсов, управляемый источник питания, введены программируемый блок управления, преобразователь параллельного кода в последовательный, блок памяти и коммутатор, входы которого соединены с выходами блока смесителей, а выход соединен с входом счетчика импульсов, выход которого через преобразователь параллельного кода в последователь-. ный подключен к блоку памяти, при этом выход делителя частоты соединен с входом программируемого блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, счетчика импульсов, преобразователя параллельного кода в последовательный, блока памяти и управляемого источника питания.

На чертеже приведена блок-схема многоканального цифрового термометра, содержащего пять измерительных каналов.

Многоканальный цифровой термометр конструктивно состоит из двух частей: блока 1 измерения и блока 2 регистрации. Блок I измерения, погружаемый в воду, предназначен для изляемый источник 11 питания.

Блок 2 регистрации служит для перерегистрации информации, записанной в памяти блока измерения, на ленту цифропечатающего устройства. Он ледовательного кода в параллельный, счетчик 14 номера измерений, блок 15 управления и индикатор 16. Связь между блоком 1 измерения и блоком 2 регистрации электрическая кабельная в процессе подготовительных работ и считывания информации, а в процессе спуска аппаратуры в донные осадки и

1281924

Блок 1 измерения отсоединяется от блока регистрации 2 и начинается его спуск в воду. При погружении измерительного зонда в донные осадки сра- 40 батывает устройство включения питания. При этом управляемый источник

11 питания подает напряжение питания на автогенераторы, блок 5 смесителей и делитель 4 частоты. Остальные уз- 45 лы блока измерения находятся под питанием с момента включения питания на борту судна. Автогенераторы начинают вырабатывать частоты:

f(2

f 4

5 6 где f

+ kI T< il

+kT

+ k>T>

k4T3

1 5Т49

+ k,Т5

6 о(fa2

f о4

f O5

06 (1 2 °

55 частоты на выходах автогенераторов; при проведении измерений - механическая с помощью троса.

Конструктивно измерительный блок состоит из измерительного зонда и электронного блока. В измерительном зонде, представляющем собой трубу диаметром 20 мм и длиной 4 м, по высоте размещены на расстоянии 1 м друг от друга шесть термочувствительных пьезореэонаторов, причем в сере- 10 дине зонда рядом размещены два пьезорезонатора. Измерительный зонд с помощью герметизированного разъемного соединения сочленяется с электронным блоком, в котором размещена вся 15 эпектронная часть измерительного блока.

Для обеспечения надежного теплового контакта термочувствительных пьезорезонаторов с измеряемой средой по- 20 лость измерительного зонда заполняется трансформаторным маслом.

Многоканальный цифровой термометр работает следующим образом.

На борту судна блок измерения с помощью электрического кабеля подключается к блоку 2 регистрации. С помощью органов управления, выведенных на переднюю панель блока 2 регистрации, задается требуемый режим 30 работы программируемого блока 10 управления, который обеспечивает проведение необходимого числа измерений через заданные интервалы времени. 35

f «, ЙО2 . °... Г„6 — и о стоя нные со с тавляющие .астоты автогенераторов; (,k2 ° ° ° k6 коэффиц(агенты тер мочувствительности пьеэорезонаторов;

Т,,Т2,...,Т5 — значения температур в исследуемых точках по глубине донных осадков.

Блок 5 смесителей формирует разностные частоты (6 1 6 f25 2 Ц . З 1 24 2 4. 35 3

Делитель 4 частоты, подключенный к выходу первого автогенератора, с коэффициентом деления Н формирует, измерительный интервал с периодом Й

No No

C (3)

О((<

Разностные частоты с выходов бло" ка 5 смесителей поступают на вход коммутатора 6, на управляющий вход которого через программируемый блок

10 управления поступают импульсы с длительностью о с выхода делителя 4., При поступлении. первого импульса на управляющий вход коммутатора с выхода коммутатора 6 на вход счетчика

7 поступают импульсы с частотой f 6 в течение времени В, где происходит их накопление и преобразование,в параллельный, например, 16-разрядный двоичный код. Задним фронтом импульса 6 с выхода блока 10 управления запускается преобразователь 8 параллельного кода в последовательный.

Входной 16 разрядный код с выхода преобразователя 8 параллельного кода в последовательный последовательно передается в блок 9 памяти для записи и хранения.

После записи результата измерения, с выхода первого канала аналогичным образом осуществляется запись и хранение результатов измерений по остальным каналам. Затем с заданной блоком 15 управления дискретностью осуществляется запись и хранение результатов измерения по всем измерительным каналам в последующие моменты времени.

По окончании процесса измерений блок 10 управления подает команду на управляемый источник 11 питания, по которой осуществляется обесточивание

1281924

Составитель В.Куликов

Редактор Н.Марголина Техред Jt.oëåéíèê Корректор М.Демчик

Заказ 7254/37 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород ул.Проектная, 4 всех узлов блока I измерения, кроме блока 9 памяти и программируемого блока 10 управления.

Измерительный блок извлекается из волы. На борту судна осуществляется частичная разгерметизация электронного блока и подключение его к блоку 2 регистрации. С помощью ручек управления блока регистрации задается режим считывания информации. При этом управляющие импульсы с выхода блока 15 управления через блок IO управления подаются на управляющие входы блока 9 памяти и переводят его в режим считывания. При этом осуществляется съем информации с блока 9 памяти измерительного блока и регистрация наленту цифропечатающего устройства 12.

По результатам измерений N;„, решив к систем уравнений вила

2и

11 к = " 13 э

N4lc ft4 1 (4)

5 к 35 1 для каждого момента времени, определяют закон изменения температуры в каждой контролируемой точке.

Наличие s предлагаемом многока-.

10 нальном цифровом термометре новых элементов коммутатора, блока памяти, преобразователя параллельного кода в последовательный, программируемого блока управления, выгодно отличает его от известного, так как позволяет с высокой точностью, при минимальных аппаратурных затратах и энергозатратах наиболее оптимальным образом обеспечить измерение темпе20 ратур в донных осадках при глубоководных исследованиях,