Ультразвуковой измеритель температуры

 

Изобретение относится к контактной термометрии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения распределения температуры и повышение точности измерения. Устройство содержит чувствительный элемент 1, линию связи 2, преобразователь 3 с передающей 4 и приемной 5 катушками, генератор 6, усилитель-ограничитель 7, распределитель 8 импульсов, блок Э зат держки, одновибратор 10, генератор 11, схемы 12, 13 совпадений, формирователь 14, счетчики 15, 16, триггер 17, схему 18 растягивания, схему 19 индикации и схему 20 запуска. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет измерения временного интервала проводить в два этапа. Н первом идет грубый отсчет вплоть до прихода второго отраженного импульса, а на втором измеряется остаток временного интервала между вторым отраженным сигналом и последним импульсом. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1 у 4 С 01 K 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фис /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ (21) 4074720/24-10 (22) 11.05.86 (46) 23. 05. 88. Бюл. В 19 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Б.И. Стаднык, Я. Т. Луцик, И.С. Лихновский, P.È. Чех и М.П. Ковальскаяя (53) 536. 53 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 769364, кл. G 01 К 11/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 523308, кл. G 01 К 11/24, 1972. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕИПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к контактной термометрии. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей за счет обеспечения измеренияраспределения температуры и повышение

„„SU„„1397751 А1 точности измерения. Устройство содержит чувствительный элемент 1, линию связи 2, преобразователь 3 с передающей 4 и приемной 5 катушками, генератор 6, усилитель-ограничитель 7, распределитель 8 импульсов, блок 9 за держки, одновибратор 10, генератор 11, схемы 12, 13 совпадений, формирова" тель 14, счетчики 15, 16, триггер 17, схему 18 растягивания, схему 19 индикации и схему 20 запуска. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет измерения временного интер" вала проводить в два этапа. Не первом идет грубый отсчет вплоть до прихода а второго отраженного импульса, а на ф втором измеряется остаток временного интервала между вторым отраженным сигналом и последним импульсом. 2 ил. С

1397751

Изобретение относится к контактной термометрии и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, требующих прецизионных измерений тем 5 иератур.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения распределения темпеРатуры и повьппение точности измерения.1О

На фиг.1 изображена блок-схема ультразвукового измерителя температуры; на фиг.2 — временные диаграммы, Ультразвуковой измеритель температуры содержит чувствительный элемент линию 2 связи, преобразователь 3 с передающей 4 и приемной 5 катушками, генератор 6, усилитель-ограничитель 7, распределитель 8 импульсов, блок 9 задержки, одновибратор 10 с регулиру- 2О

<мой длительностью импульса, импульсный генератор 11 первую и вторую схемы t2 и 13 совпадений, формирователь 14 первый и второй счетчики 15 и 16, триггер 17, схему 18 растягивания, схему 19 индикации, схему 20 запуска.

Повьппение точности устройства обес"Печивается за счет измерения временного интервала в два этапа. На первом 30 идет грубый отсчет вплоть до прихода

Второго отраженного импульса, а на втором измеряется остаток временного интервала между вторым отраженным сигналом и последним заполняющим импульсом.

Ультразвуковой измеритель темпераТуры работает следукхцим образом.

В схеме 20 запуска вырабатывается

Короткий импульс (фиг. 2, а), который запускает генератор 6. Сигнал с сигнального выхода генератора 6 (фиг.2,б) преобразуется в магнитострикционном преобразователе 3 в ультразвуковой импульс, который, распространяясь по линии 2 связи, последовательно отражается от акустических неоднородностей чувствительного элемента 1. С при-ходом отраженных ультразвуковых импульсов в магнитострикционном преобразователе 3..проходит обратный процесс преобразования и на входе приемной катушки 5 получают серию электрических импульсов, которые поступают на сигнальный вход усилителя-ограиичигеля 7. Во время передачи импульс с генератора 6 запускает одновибратор55

10 с регулируемой длительностью им" пульс;., формирующий импульс (фиг.?,,б), к, рый отключает усилитель-ограничитель 7 на время передачи и вплоть до прихода первого отраженного сигнала.

Таким образом обеспечивается проход 1-го, 2-го, и-ro импульсов в усилитель-ограничитель 7 и исключается его перегрузка во время передачи, а также прием ложных импульсов от неоднородностей линии связи или от мест ее крепления.

Для большей универсальности измерителя используется одновибратор с регулируемой длительностью импульса.

Это вызвано следукицим, Во-первых, длина линии связи от образца к образцу может быть разной, отсюда и длительность импульса одновибратора должна быть различной. Во-вторых, при ис-, пользовании MHGгозoHного чувствительного элемента, изменяя длительность импульса одновибратора вручную или автоматически со схемы 20 запуска, можно выбирать необходимую зону измеренийй.

Усиленные и сформированные импульсы с выхода усилителя-ограничителя 7 (фиг.2, r) поступают на вход распределителя 8 импульсов.

Первый страженный сигнал, который поступает на распределитель 8 импульсов, запускает импульсный генератор

11 (фиг.2, д), Заполняющие импульсы с периодом Т с импульсного генератора 11 через открытую первую схему 12 совпадений поступают на счетный вход первого счетчика 15 вплоть до момента второго отраженного импульса, соответствующего окончанию измеряемого интервала времени (фиг.2, е).

Второй отраженный сигнал с распределителя 8 импульсов поступает на сбросовый вход триггера 17, тем самым опрокидывает его выходное состояние, закрывая при этом первую схему 12 совпадений (фиг.2, ж). Первый счетчик 15 фиксирует К импульсов, укладыйающихся в межимпульсном временном интервале.

Одновременно триггером 17 закрывается распределитель 8 импульсов, что препятствует дальнейшему прохождению отраженных сигналов.

Затем определяется остаточный интервал между последним заполняющим импульсом, пересчитанным первым счетчиком 15, и вторым отраженным сигналом. Причем для обеспечения устойчивой работы схемы и высокой точности производится измерение интервала времени 2Т вЂ” между вторым отраженным импульсом и одним из последукицих заполняющих импульсов, а йе Т

Измерение интервала 2Т вЂ” 7 осуществляется следующим образом. На вход

5 запуска формирователя 14 поступает второй отраженный импульс, который определяет передний фронт формируемого импульса. Задний фронт формируемого импульса определяется запол няющим импульсом с импульсного генератора 11, поступившим на вход сброса формирователя 14 после прихода стробимпульса на стробирующий вход формирователя 14. Строб-импульс снимается!5 с инверсного выхода триггера 17 и задерживается на время, соответствующее периоду заполняющих импульсов

Т, в блоке 9 задержки (фиг.2, э). В результате получают на выходе формиро- о вателя 14 импульс, длительность кото" рого равна 2Т вЂ” c (фиг.2, и).

Задержка импульса, следующего с триггера 17, на время Т, т.е. растягивание интервала 2Т вЂ”, вместо интер-25 вала Т вЂ” С позволяет избежать сбоя в работе схемы 18 растягивания импульса который возможен при, близком к Т.

Схема 18 растягивания импульса осноЗО вана на преобразовании временной интервал — напряжение — временной интервал.

При растягивании временного интервала в определенное число раз (m) во столько же раз может быть уменьшена погрешность за счет дискретности эаполняю-35 щих импульсов. Таким образом, на выходе схемы !8 растягивания получают импульс длительностью (2Т вЂ” С) m (фиг.2, к ) ° ЭтОт импульс О ткрыв ае T В тОрую 40 схему 13 совпадений и заполняющие импульсы, с импульсного генератора 1 прошедшие на выход второй схемы 13 совпадений (фиг. 2, л), записываются во втором счетчике 16. Емкость второ45 го счетчика 16 выбирается равной коэффициенту растягивания, в этом случае при снятии показаний с второго счетчика 16 в обратном коде автоматически вычисляется остаточный интервал.

По окончании растянутого импульса схема 19 индикации снимает показания с первого и второго счетчиков 15 и 1 6.

После снятия показаний на цифровом табло высвечивается результат измерении и одновременно вырабатывается им55 пульс, который обнуляет первый и второй счетчики 15 и 6, срывает работу импульсного генератора 11 и поступает

1397751

4 на схему 20 запуска. В схеме 20 запуска вырабатываются сигналы для установки триггера 17 в исходное состояние, запуска генератора 6 и для регулировки длины импульса одновибратора 10 а регулируемой длительностью импульса.

Формула из обре те ния

Ультразвуковой измеритель температуры, содержащий чувствительный элемент, линию связи, преобразователь с возбуждающей и приемной катушками, генератор, первую схему совпадения, первый счетчик, триггер, блок задержки, причем сигнальный выход генератора связан с возбуждающей катушкой, а выход схемы совпадения — со счетным входом счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения распределения температуры и повышения точности измерения, в него введены усилитель-ограничитель, распределитель импульсов, им" пульсный генератор, вторая схема совпадения, формирователь, схема растягивания, второй счетчик, схема индикации, схема запуска и одновибратор с регулируемой длительностью импульса, причем приемная катушка подсоединена к сигнальному входу усилителя-ограничителя, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, первый выход распределителя импульсов соединен с входом запуска импульсного генератора, а второй выход распреде лителя импульсов соединен со сбросовым входом триггера и входом запуска формирователя, выход импульсного генератора подключен к входам первой и второй схем совпадения и к входу сброса формирователя, прямой выход триггера подключен к второму входу первой схемы совпадения и к стробирующему входу распределителя импульсов, а инверсный выход триггера — к входу блока задержки, выход схемы растягивания соединен с вторым входом второй схемы совпадения и входом запус-1, ка схемы индикации, выход второй схемы . совпадения подключен к счетному входу второго счетчика, выход блока задержки соединен со стробирующим входом формирователя, выход которого подключен к входу схемы растягивания, информационные входы схемы индикации соединены с выходами первого н второго счетчиков, а ее выход — с входами сброса импульсного генератора и нер1397751

Составитель В. Агапова

ТехРед A.Кравчук КоРРектоР А. 06РУчаР с

Редактор С. Патрушева

Заказ 22б4/39 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вого и второго счетчиков, а также с входом схемы запуска, первый выход которой подключен к входам запуска генератора и триггера, а второй выход - к входу стробирования одновибратора с регулируемой длительностью импульса, выход генератора подключен к запускающему входу одновибратора с регулируемой длительностью импульса, выход которого соединен с разрешающим входом усилителя-ограничителя.