Преобразователь температуры

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для решения задачи измерения температуры дистанционным беспроводным способом. Преобразователь содержит источник питания, являющийся чувствительным элементом, высокочастотный и низкочастотный генераторы. Источник питания содержит термобатарею, соединенную с преобразователем напряжения. Выход источника со стабилизированным напряжением подключен к высокочастотному генератору. Выход источника с напряжением, пропорциональным измеряемой температуре, подключен к низкочастотному генератору. При этом низкочастотный генератор является модулятором для высокочастотного, соединенного с антенной. Изобретение позволяет исключить кабельную линию связи между местом измерения температуры и блоком обработки измерений, а также использовать чувствительный элемент в качестве источника питания. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для решения задачи измерения температуры дистанционным беспроводным способом.

В настоящее время измерение температуры проводят в основном с помощью термоэлектрических преобразователей [1]. Температура измеряемого объекта определяется исходя из значения термоЭДС, возникающей в замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединенных разных проводников, если на контактах проводников поддерживается различная температура. Изменение термоЭДС пропорционально изменению измеряемой температуры. Недостатком в датчиках такого типа является то, что преобразование температуры в измеряемую электрическую величину требует подводки от двух до четырех проводов.

Также существуют бесконтактные измерители температуры [2], в которых измерение температуры происходит по интенсивности теплового излучения тел (метод оптической пирометрии). Такие датчики позволяют измерять температуру движущихся объектов, удаленных тел, микрообъектов. Однако методам оптической пирометрии присущ ряд недостатков и ограничений. Основными из них являются: низкая точность измерения температур ниже 1000 К, зависимость спектрального коэффициента излучения от материала и структуры излучающей нагретой поверхности, сильное влияние рассеивающих и излучающих характеристик оптического тракта на результаты измерений.

Наиболее близким к заявляемому устройству является частотно-импульсный преобразователь температуры [3] на основе триггера Шмитта. В качестве чувствительного элемента к температуре используется терморезистор. На выходе преобразователя температуры формируется импульсный сигнал, частота следования импульсов изменяется по линейному закону в зависимости от температуры. Питание схемы осуществляется от 12 В источника. Основным недостатком такого устройства является необходимость наличия самостоятельного источника питания и невозможность осуществления дистанционного съема информации.

Техническим результатом заявляемого устройства является исключение кабельной линии связи между местом измерения температуры и блоком обработки измерений, а также использование чувствительного элемента в качестве источника питания.

Технический результат достигается тем, что преобразователь температуры содержит генератор, источник питания и чувствительный элемент, причем источник питания является чувствительным элементом и содержит термобатарею, соединенную с преобразователем напряжения, первый выход которого подключен к высокочастотному (ВЧ) генератору, а второй выход - к низкочастотному (НЧ) генератору, причем низкочастотный генератор является модулятором для высокочастотного генератора, выход которого соединен с антенной.

На чертеже схематически изображен преобразователь температуры.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается нижеприведенными материалами.

Преобразователь температуры (фиг.1) состоит из источника питания 1, который содержит термобатарею 2 и преобразователь напряжения 3, и двух генераторов: ВЧ генератора 4 и НЧ генератора 5. Выход НЧ генератора соединен с ВЧ генератором, причем НЧ генератор является модулятором для ВЧ генератора. Преобразователь напряжения имеет два выхода: первый выход со стабилизированным напряжением подключен к ВЧ генератору, а второй выход с напряжением, изменяющимся пропорционально величине температурных изменений, подключен к НЧ генератору. Выход ВЧ генератора соединен с антенной 6.

Предлагаемый преобразователь температуры работает следующим образом.

Термобатарея вырабатывает термоЭДС, величина которой зависит от измеряемой температуры. ТермоЭДС поступает на вход преобразователя напряжения, который имеет два выхода. С первого выхода снимается стабилизированное напряжение во всем диапазоне измеряемых температур, которое запитывает ВЧ генератор, имеющий стабильное значение частоты генерации. Со второго выхода преобразователя напряжения снимается напряжение, изменяющееся пропорционально величине температурных изменений, которое запитывает НЧ генератор. В зависимости от величины питающего напряжения изменяется частота генерации НЧ генератора. Сигнал с НЧ генератора модулирует любым известным способом колебания ВЧ генератора. Модулированный ВЧ сигнал поступает на вход антенны и излучается. Информационным сигналом является низкочастотный сигнал, выделенный в приемнике.

Использование предлагаемого изобретения позволяет дистанционно посредством передачи информации через радиоканал определять температуру объекта.

Литература

1. Датчики теплофизических и механических параметров: Справочник в трех томах. Т1 (кн.1) /Под общ. Ред. Ю.Н.Коптева; Под ред. Е.Е.Багдатьева, А.В.Гориша, Я.В.Малкова. - М.: ИПРЖР, 1998. - 458 с.: ил., стр. 54.

2. Датчики теплофизических и механических параметров: Справочник в трех томах. Т1 (кн.1) /Под общ. Ред. Ю.Н.Коптева; Под ред. Е.Е.Багдатьева, А.В.Гориша, Я.В.Малкова. - М.: ИПРЖР, 1998. - 458 с.: ил., стр. 380.

3. Фесенко А.И., Кондратьев Г.В., Минаев Ю.М. Частотно-импульсный преобразователь температуры. Краткое сообщение "Техника средств связи", сер. Техника радиосвязи, 1978, вып.6(22), с.148-150 (прототип).

Формула изобретения

Преобразователь температуры, содержащий генератор, источник питания и чувствительный элемент, отличающийся тем, что источник питания является чувствительным элементом и содержит термобатарею, соединенную с преобразователем напряжения, первый выход которого со стабилизированным напряжением подключен к высокочастотному генератору, а второй выход с напряжением, изменяющимся пропорционально величине температурных изменений, - к низкочастотному генератору, причем низкочастотный генератор является модулятором для высокочастотного генератора, выход которого соединен с антенной.

РИСУНКИРисунок 1