Способ определения температуры газовой среды

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании нестационарных тепловых процессов в газовых средах.Цель изобретения - осуществление измерения и контроля температуры газовой среды внутри герметичных оболочек. В системе оболочка-газ возбуждают ультразвуковые колебания, регистрируют их и выделяют один из резонансов газа. По значению.резонансной частоты колебания ,газа определяют его температуру. Для облегчения процед%фы выделения поперечного резонанса гйза чйсть оболочки дe пфиpyют и произво.цпт кратковреме1 ный ее разогрев 2 кл. с (

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 11 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г0СУДАРСТВЕННЫй KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30. 06. 91. Бюл. У 24 (21) 4275054/10 (22) 01.07.87 (72) А.Ю.Калядин, А.И.Шарапа и В.В.Пастушин (53) 536.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 347595, кл. G 01 К 7/32, 1968, Тихий В.Г. и др. Использование акустического резонансного термометра в аппаратуре для контроля суммарной негерметичности крупногабаритньгс изделий, Дефектоскопия, 9 !О, 1186, с. 28-32, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕИЧЕРАТУРЫ

ГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к измеИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь,зовано при исследовании нестационарных температурных процессов в газовых средах внутри герметичных иэде" лий, а также для ультразвукового измерения температуры газа в герметичных иэделиях, например, при определении давления газа в твэлах ядерных реакторов или расхода газа внутри герметичных оболочек.

Целью изобретения является .расширение функциональных возможностей способа путем иэмеренич температуры гаэбвой среды внутри, герметичных оболочек.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 представлен характерный вид АХЧ системы оболочка-газ, -24-91—

„„SU„„1471818 А 1 рительной технике и может быть использовано при исследовании нестационарных тепловых процессов в газовых средах, Цель изобретения — ocy" ществлейие измерения и контроля температуры газовой среды внутри герметичных оболочек. В системе оболочка-гаэ возбуждают ультразвуковые колебания, регистрируют их и выделяют один иэ резонансов газа. По значению резонансной частоты колебания .газа определяют его температуру, Для облегчения процедуры выделения поперечного реэîíанса газа часть оболочки демпфируют н производят кратковременный ее разогрев. 2 ил.

Устройство содержит пьезопреобраэователи 1 и 2, первый иэ которых, являющийся возбудителем ультраэвуковьгх колебаний в системе оболочка 3— гаэ, подключен к выходу генератора

4 качающейся частоты (ГКЧ) прибора для исследования АХЧ типа Х1-46.

Пьезопреобразователь 2 — приемчый— подключен к входу индикаторного блока 5 прибора Х1-46. Точное эначе ие резонансной частоты определяют с помощью частотомера б, подключенного к выходу ГКЧ-4, Пьезопреобраэователи

1, 2 располагают на поверхности оболочки 3 исследуемого образца с газом и снабжают плотно прилега ощими к поверхности оболочки в области пьеэо" преобразователей демпфирующими кольцами 7, которые могут быть выполнены„ например, из фторопласта. Оболочку нагревают с помощь:о резисторного на1471618 гренателя Я, сравнительный контроль температуры оболочки 3 осущоств ткттю теттттот1т. к рс т тьстрирутощему прттбору (тттт чертеже тте пок лз тттт)

Способ может быть осуществлен в герметичных оболотткаК различной формы, а также на участке бескоттечного трубопровода с трубами цилиндрического, овального или ттрямоугольногo сечения.

Способ определения температуры газовой среды осуществляют. следующим образом. С помощью пьеэопреобразователя 1 и ГКЧ-4 в исследуемой системе оболочка — газ возбужцак>т ультразвуковые резонансные колебания в диапазоне резонансных частот колебаний газа, которые визуализируют на экра- 20 не индикаторного блока 5 прибора для исследования АЧХ {фиг.2), ттодкютточенного к пьеэоприемнику 2. Из регистрируемой совокупности резонансов обо лочки 3 и газа, представленной на 25 фиг.2, вттттеттятот один из резонансов газа, ЛЧХ которого имеет характерный вид 10, отличный от резонансов 11 оболочки, и определятот его резонанс- ную частоту с помощью частотомера б в моме IT достижения максимальной амплитуды реэоттаттсттого пика. Резо- . нансная частота. колебаний газа свяэана со скоростью звука в нем, что, в свою очередь, зтттзисит от температуры столба газа, вовлеченного в pdзоттаттс>тьте колебания. По измеренному значению резонансной частоты и определяют температуру газа, заполняющего оболотт<у, и ее изменения. 40

Пня сглаживания резонансов оболочки и тем самым у.;>тя облегчения выявления поперечи го резонанса газа демпфируют тасть обохточки с помощью кольцевых демпфсров ?, плотно приле" 45 гающих к поверхности оболочки. Кроме, того, зная, что при нагреве газа evo резонансная частота растет, в отличие от резонансов оболочки, которые в этом случае уменьшаются, целесооб- 5О разно для облегчения нахождения резонансов газа производить также кратковреметттттттт нагрев части оболочки 3, например, с помощью нагревателя 8.

Способ реализоватт на цилиндрическом образце из оболочки твэла с внутренним диаметром 6, 1 .мм и ттнттной 250 мм, заполнеиттом криптоном до давления 15 атм. Колебания системы оболочка — газ возбуждали в диапазоне 20-220 кГц. В зависимости от температуры регистрировали частоту радиального резонанса газа f, значение которой при комнатной температуре составляло 146,20 кГц. В процессе испытаний установлено, что изменение температуры газа на величину, превышающую 0,04 К, может быть зарегистрировано с достоверностью

0,95.

Способ определения температуры отличается простотой и может быть использован при измерении и контроле температуры газовой среды внутри герметичных оболочек твэлов ядерных реакторов без их разрушения, где известные способы ультразвукового контроля непригодны.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ определения температуры газовой среды, заключающийся B возбуждении ультразвуковых резонансных колебаний и измерении резонансной частоты колебаний газа, по значению которой определяют температуру, о тл и ч а ю шийся тем, что, с в цельто расширения функциональных воэможностей способа эа счет измерения температуры газовой среды внутри герметичных т>болочек, колебания возбуждают в системе оболочка — газ в диапазоне резонансных частот ко>тебанйй газа, регистрируют эти колебания и выделяют один из резонансов газа.

2.. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения выделения резонанса газа, проводят кратковременный нагрев оболочкии., 3. Способ по п.1, и т и и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения выделения резонанса газа, часть оболочки демпфируют.

ia> e)8