Ультразвуковой термометр

Авторы патента:

G01K11/24 - скорости распространения звука

Изобретение касается температурных измерений и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры газового потока, путем постоянного контроля надежности акустического контакта пьезоэлементов с волноводами. В ультразвуковой термометр введен коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход - к пьезоизлучателю и второму временному селектору, второй выход - к пьезоприемнику и третьему временному селектору, выход которого подключен к последовательно соединенным третьему компаратору и индикатору. Выход второго временного селектора подключен к последовательно соединенным второму компаратору и индикатору. Управляющие входы коммутатора и третьего временного селектора подключены к выходу блока синхронизации. Введение в термометр дополнительных блоков позволяет следить за надежностью акустического контакта между волноводом и пьезоэлементом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (gg4 С 01 К )1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ П-=НИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4348959/31-10 (22) 08.10.87 (46) )5.08.89, Бюл. У 30 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) П.-Б.П. Милюс, Й.Ю. Буткус и В.Н. Даниличев (53) 636.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 1241377, кл. G 01 К 11/24, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРМОМЕТР (57) Изобретение касается температурных измерений и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения вЂ” повьппение точности измерения температуры газового потока, путем постоянного контроля надежности акустического контакта пьезоэлементов с волноводами. В ультИзобретение относится к температурным измерениям и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения вЂ” повышение точности измерения температуры газового потока, за счет уменыпения ошибки измерения, вызванной изменением параметров акустического контакта между волноводом и пьезоэлементом с течением времени или под воздействием высоких температур.

На чертеже представлена структурная схема ультразвукового термометра.

Ультразвуковой термометр содержит генератор ) импульсов., подключенный к коммутатору 15, первый выход кото2 раэвуковой термометр введен коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход вЂ” к пьезоиэлучателю и второму временному селектору, второй выход вЂ” к пьезоприемнику и третьему временному селектору, выход которого подключен к последовательно соединен-, ным третьему компаратору и индикатору. Выход второго временного селектора подключен к последовательно соединенным второму компаратору и индикатору. Управляющие входы коммутатора и третьего временного селектора подключены к выходу блока синхронизации. Введение в термометр дополнительных блоков позволяет следить за надежностью акустического контакта между волноводом и пьезоэлементом. 1 ил. рого соединен с пьеэоизлучателем 2, акустически связанным с пьеэоприемником 3, выход которого подключен к последовательно соединенным фильтру 4, первому 5 временному селектору, пороговому устройству 6, формирователю 7 временного интервала, первому 8 функциональному преобразователю и цифровому магнитофону 9, к первому выходу коммутатора подключен второй временной )О селектор, выход которого подключен к последовательно соединенным пиковому детектору 11, усилителю 12, системе охлаждения 13 пьезопреобразователей, блок синхронизации 14 и коммутатор 15, компаратор 16, третий временной )7 селектор, 11, усилитель J 2, систему охлаждения 13 преобразовалелей.

Схема автоматического контроля надежности акустического контакта между пьезоиэлучателем и волноводом, а также между пьеэоприемником и волноводом основана на постоянном слежении за величиной амплитуды ультразвукового сигнала, отраженного от торцов волноводов пьезоизлучателя

2 и пьеэоприемника 3. Частота контроля надежности акустического контакта устанавливается с помощью коммутатора 15. Во время контроля сигнал с генератора импульсов 1 одновременно поступает на пьезоизлучатель 2 и пьеэоприемник 3. Для анализа величины амплитуды временные селектора 10 и 17 пропускают только пятикратно отраженный сигнал. Это необходимо для временной развязки отраженного сигнала н электрической наводки от импульса, возбуждающего пьеэопреобразователи. Отраженный сигнал, прошедший временной селектор 10 (17) поступает на вход комцаратора !6 (18), где сравнивается с опорным напряжением, и в случае, если его величина

30 окажется меньше опорного напряжения, срабатывает индикатор 19. Величина опорного напряжения устанавливается при надежном контакте пьезоэлементов с волноводом, что можно легко определить с помощью осциллографа во время монтажа электроакустического канала. Таким образом, если с течением времени или под воздействием высокотемпературной окружающей среды изменяются параметры контакта, то соответственно уменыпится амплитуда отраженного сигнапа и сработает сигнализация.

Все элементы устройства могут быть реализованы на стандартных микросхемах.

Ультразвуковой термометр позволяет повысить точность измерения тем.пературы газовой среды, что расширяроении АСУ сложных технологических процессов в химической промышленности и в эиергетике..формула изобретения

Ультразвуковой термометр, содержащий генератор импульсов, подключенный к пьезоизяучателю, акустически свя эаийому с пьеэоприемником, выход

1500865 4 соединенный последовательно с компаратором 18 и индикатором 19, управляющие входы коммутатора 15, генератора 1 импульсов, формирователя 7 временного интервала, первого 5 временного селектора, второго !О временного селектора, трет ьего 1 7 временного селектора подключены к блоку синхронизации 14. !0

Ультразвуковой термометр работает следующим образом.

При включении устройства блок синхронизации 14, работающий в режиме автогенерации, вырабатывает очеред- !5 ной импульс, который запускает генератор импульсов 1, ставит. в исходное состояние коммутатор 15, первый 5, второй 10 и третий 17 временные селекторы, а также в единичное состоя- 20 ние формирователь 7 временного интервала. Коммутатор 15 пропускает им- пульс на пьезоиэлучатепь 2, возбужденный импульсом, поступившим с 1-го выхода коммутатора 15, он излучает ультразвуковой сигнал, который проходит в исследуемой среде расстояние

1 и через время 7 поступает на пьезоприемник 3. Сигнал с пьезоприемника

3 приходит через фильтр 4 и поступает иа первый 5 временной селектор, а с его выхода на вход порогового устройства б с заданным порогом сра" батывания. Когда уровень сигнала на входе порогового 6 устройства пре- 35 вышает заданный порог срабатывания, на его выходе вырабатывается импульс, который поступает на вход формирователя 7 временного интервала и переводит его в нулевое состояние. 40

Сформированный интервал времени 7 будет однозначно связан с измеряемой скоростью звука, так как время прохождения ультразвуковым сигналом расстояние 1 между пьезоизлучателем 45 и пьеэоприемником однозначно связано со скоростью ультразвука в газовом потоке. Сформированный временной интервал 4 функциональным преобразователем 8 преобразуется в значение 50- ет область его применения при постскорости звука в газовом потоке, и это значение в цифровом виде передается на вход "Запись" .цифрового магнитофона 9, Дпя поддержания температуры пьвзоизлучателя и пьезоприемника постоянной используется схема авторвгулирования расхода охлаждающей жидкости, содержащая второй вре*ненной 30 селектор, пиковый детектор

0865

Составитель В, Гусева

Редактор И. Сегляник Техред М.Коданич Корректор Л. Бескид

Заказ 4854/35 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государствеииого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

6 )50 котороГо подключен к последовательно соединенным фильтру, первому временному селектору, пороговому устройству, формирователю временного .интервала, функциональному преобразователю и цифровому магнитофону, при этом пьеэоизлучатель подключен к последовательно соединенным второму временному селектору, пиковому детектору, усилителю, выход которого подключен к управляющему входу системы охлаждения, и блок синхронизации, управляющие выходы которого подключень1 к управляющим входам генератора импульсов, первого и второго временных селекторов и формирователя временного интервала, о т л и ч а ювЂ” щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности измерения.путем уменв шения ошибки измерения, вызванной изменением параметров акустического контакта между волноводом и пьезо- элементом с течением времени и под

5 воздействием высокотемпературной окружающей среды, в него введены коммутатор, вход которого подключен к вы" ходу генератора импульсов, первый выход вЂ” к пьезоизлучателю и второму временному селектору, второй выходк пьезоприемнику и третьему временному селектору, выход которого подключен к последовательно соединенным третьему компаратору H индикато15 ру, выход второго временного селектора подключен к последовательно соединенным второму компаратору и индикатору, управляющие входы коммутатора и третьего временного селекрц тора подключены к выходу блока синхронизации.

Похожие патенты:

Акустический термометр // 1415081

Изобретение относится к области контактной термометрии и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, требующих измерения высоких температур

Ультразвуковой измеритель температуры // 1397751

Изобретение относится к контактной термометрии

Акустоэлектронный датчик температуры // 1392397

Ультразвуковой термометр // 1381347

Изобретение относится к области температурных измерений

Способ определения температуры // 1377622

Изобретение относится к технике измерения температуры

Преобразователь температуры в цифровой код // 1348667

Изобретение относится к температурным измерениям

Устройство для измерения температуры воздуха // 1317293

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры потоков воздуха

Датчик температуры // 1264013

Изобретение относится к измер тельной технике, а имеиио к устррй ствам контроля температуры с преобразователями поверхностных акустических воли (ПАВ)

Ультразвуковой термометр // 1247685

Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение при прецизионных измерениях температуры

Ультразвуковой термометр // 1241072

Изобретение относится к области температурных измерений и мсвкет найти применение при создании контрольноизмерительной аппаратуры

Волоконно-оптическое устройство для контроля постоянства температуры жидкой среды // 2290615

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в термостатах для контроля постоянства температуры жидкой среды

Устройство для измерения температуры // 2362980

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к датчикам температуры

Способ определения температуры жидкости // 2006007

Ультразвуковой преобразователь температуры // 1538063

Ультразвуковой термометр // 1566231

Изобретение относится к контактной термометрии и может быть использовано для измерений температуры в широком диапазоне

Способ измерения температурного поля // 1578520

Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения измерения пространственного распределения неоднородных температурных полей сложного профиля и нестационарных температурных полей, повысить чувствительность, снизить трудоемкость процесса измерения

Способ определения температуры // 1651114

Изобретение относится к термометрии , а именно к средствам измерения температуры газовых сред по скорости распространения звука в газе

Устройство для измерения температурного поля // 1688133

Изобретение относится к термометрии, может быть использовано для измерения как стационарных, так и нестационарных температурных полей сложного пространственного профиля и позволяет повысить точность измерений и снизить трудоемкость процессов измерения за счет исключения влияния нестабильности параметров импульсного источника излучения

Чувствительный элемент для измерения температуры // 2494358

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры. Чувствительный элемент для измерения температуры состоит из пьезоплаты 1, на поверхности которой сформированы не менее одного встречно-штыревого преобразователя 3 и не менее четырех отражающих структур. Не менее двух отражающих структур 4 расположены под отличным от нуля углом к штырям встречно-штыревого преобразователя 3 и не менее одной отражающей структуры находится вне площади, ограниченной апертурой встречно-штыревого преобразователя и расстоянием между наиболее удаленными отражающими структурами 2, расположенными на одной оси, пересекающей штыри встречно-штыревого преобразователя 3 под прямым углом. Технический результат: повышение точности измерения температуры за счет использования свойств двух направлений распространения поверхностной акустической волны. 1 ил.

Пассивный датчик температуры на поверхностных акустических волнах // 2585487

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для дистанционного контроля температуры. Заявлен датчик температуры на поверхностных акустических волнах, содержащий герметичный корпус, в котором находится пьезоэлектрический звукопровод с большим температурным коэффициентом задержки (ТКЗ) порядка 10-4 1/градус. На рабочей поверхности расположены встречно-штыревые преобразователи (ВШП) с одинаковой центральной частотой f0, один из которых нагружен на приемо-передающую антенну, а другой ВШП является отражательным. Введен еще один пьезоэлектрический звукопровод с малым ТКЗ, в 50-100 раз меньшим по сравнению с ТКЗ порядка 10-4 1/градус, на котором расположены также два ВШП с той же центральной частотой f0, один из которых соединен электрически с приемо-передающей антенной параллельно с ВШП, расположенным на звукопроводе с большим ТКЗ, а другой ВШП - отражательный. Расстояние между центрами этих ВШП подбираются таким образом, чтобы задержка отраженного сигнала на пьезоэлектрическом звукопроводе с малым ТКЗ и на звукопроводе с большим ТКЗ при комнатной температуре были бы одинаковыми, либо отличались на величину 1/(4f0), а соответствующие ВШП, расположенные на разных пьезоэлектрических звукопроводах, должны иметь одинаковую полосу пропускания. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.