Способ измерения профиля температуры

Авторы патента:

ГАЙСКИЙ ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

G01K3/04 - в зависимости от времени

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >821946

-9 (613 Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 05. 01. 79 (21) 2706725/18-10 с присоединением заявки HовЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 150481 Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 150481

G 01 К .3/04

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 5З6. 629 7 (088.8) (72) Автор изобретения

В.А.Гайский

Морской гидрофизический институт АН Украинской CCP (71} Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительной технике, точнее к измерению температуры, и может быть использовано в океанографических и аэрологических исследованиях для измерения пространственного распределения температуры в океане или в воздухе движущимся инерционным датчиком.

Известны способы измерения профиля температуры в среде путем поступательного перемещения датчика, например, с помощью зонда падающего или взлетающего вертикально в воде или воздухе с постоянной или переменной скоростью $1) .

Недостатком этих способов является трудность учета динамических погрешностей измерения.

Наиболее близким по .технической сущности и достигаемому результату является способ измерения профиля температуры, заключающийся в перемещении инерционного датчика температуры с фиксацией его пространственного положения в исследуемой среде и измерении его выходного параметра PJ .

Недостатком этог способа является то, что из-зе инерционности дат.чика имеет место существенная динамическая погрешность в среде с большими переменными градиентами температуры. Для достижения динамической погрешности обычно понижают инерционность датчика, что затруднено в технологическом отношении, поскольку морские датчики должны быть защищены от давления и им необходим прочный корпус. Снижение динамической погрешности за счет схемкой или алгоритмической коррекции частной характерис-. тики инерционного датчика имеет ограниченные возможности, поскольку при этом требуется точное знание этой характеристики и ее стабильность во времени, что трудно обеспечить для морских датчиков из-за их коррозии и обрастания.

Цель изобретения вЂ” повышение точности измерений.

Укаэанная цель достигается тем, что осуществляют возвратно-поступательное движение датчика температуры и в моменты времени равенства нулю производной выходного параметра датчика регистрируют его значение.

Возвратно-поступательное движение осуществляют таким образом, что каждая точка по траектории сканирования среды последовательно пересе821946 кается три раза, а значения сигнала на выходе инерционного датчика измеряют только в те моменты времени, в которые производная этого сигнала равна нулю.

На фиг.1 показана развертка вертикальной траектории зонда, перемещающегося возвратно-поступательно; на фиг.2 вЂ” структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Известно, что выходной X(t ) и

t() сигналы инерционного датчика, On являющегося звеном 2-ro порядка, ол dxn связаны зависимостью t (с ) ="Т вЂ” +х (ь ), d 1 где Т вЂ” постоянная времени датчика.

Очевидно, при вЂ” =0 t () = х().

dx 0 п л л

Следовательно, при равенстве нулю производной выходного сигнала х датчика значение входного сигнала о в этот момент времени может быть без динамической погрешности определенно по значению выходного сигнала х и обратной статической функции преобразования t(x)

Если изменчивость температуры на некотором участке в профиле с() монотонна, то при чисто поступательном движении не будет точек отсчета,при которых вЂ „ = О. Чтобы получить отdx

d счеты температуры, свободные от динамической погрешности на участках с монотонным изменением температуры, осуществляют возвратно-поступательное движение датчика (см.фиг.1). При таком движении датчика градиент температуры на его входе изменяет знак, что обуславливает появление экстремумов в выходном сигнале датчика х и, следовательно, моментов съема информации. Поскольку последователь" ность таких отсчетов не является равномерной, то используют привязку отсчетов температуры ко времени.

Устройство (фиг.2) для реализации способа измерения профиля температуры инерционным датчиком 1 содержит механический блок 2 возвратно-поступательного перемещения датчика в корпусе 3, измерительный блок 4, необходимый для преобразования сопротивления датчика в удобный для обработки и регистрации сигнала, блок 5 .дифференцирования, нулевой орган 6 датчик 7 сигналов времени, блок 8 регистрации. В качестве блока 2 возвратно-поступательного перемещения датчика может использоваться для океанографического зонда, например, реверсивная лебедка. Блоки 4-8 могут размещаться как в контейнере 3, так

Формула изобретения

Способ измерения профиля температуры, заключающийся в перемещении инерционного датчика температуры с фиксацией его пространственного положения в исследуемой среде и измерении его выходного параметра, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, осуществляют возвратно-поступательное движение датчика температуры и в моменты времени равенства нулю производной выходного параметра датчика регистрируют его значение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лоуренс Л. Электроника и океанография. М., MO СССР, 1969, с.57, .

2. Патент ФРГ М 1623648, кл.G 01 К 3/04, 18.03.71 (прототип). и вне его. В качестве измерительного блока 4 может использоваться аналоговый (например, мост) или цифровой преобразователь. В соответствии с сигналом на выходе блока 4 все остальные блоки 5-8 будут аналоговыми или цифровыми.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 в корпусе 3 возвратнопоступательно перемещается по траектории съемки температурного профиля, задаваемым блоком 2. Сигнал с выхода измерительного блока 4, пропорциональный сопротивлению датчика

1 и с учетом осредняющего действия и градуировочной характеристики датчика измеряемой температуры, посту2() пает на входы блока 5 дифференцирования и блока 8 регистрации. Момент равенства производной сигнала нулю фиксируется подключенным к выходу блока 5 нуль-органом 6, который подает разрешение на выдачу метки времени в блок 7 и на регистрацию сигнала в блок 8. Таким образом, осуществляется дискретизация сигнала по времени с фиксацией неравномерной последовательности отсчетов сопротивления датчика, значения которых непосредственно связаны с мгновенными значениями температуры через градуировочную характеристику датчика и свободны от динамической погрешности.

821946

Pui.2

Составитель A.Áàãäîíàc

Редактор О.Колесникова ТехредМ. Фецорнак

КорректорО Билак

Заказ 1799/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Похожие патенты:

Индикатор температуры // 520942

Способ контроля температуры // 382940

Способ измерения средних по времени значений нестационарных тепловых потоков // 218483

Способ измерения постоянной термической инерции датчиков температуры // 174813

Способ измерения высоких стационарных температур // 174812

Патент 162340 // 162340

Скоростной способ измерения высокой температуры расплавленного металла низкотемпературными датчиками и устройство для его осуществления // 141662

Способ определения средней температуры за заранее заданный промежуток времени // 85097

Индикатор термической истории замороженных продуктов // 2117264

Изобретение относится к области термометрии, а именно к устройствам, предназначенным для индикации термической истории замороженных пищевых продуктов, фармацевтических препаратов и т.д

Способ автономного измерения перегрева объекта в аварийных ситуациях // 2174674

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано в пожарной службе для анализа общей картины аварийной ситуации

Этикетка-индикатор // 2343558

Изобретение относится к области этикетирования продуктов с ограниченным сроком хранения

Зажимное устройство для испытания наотрыв клеевого соединения // 853475

Устройство для контроля теплового состояния детали // 877357

Интегральный температурно-временной индикатор (его варианты) // 1268967

Устройство для измерения температуры // 1631313

Изобретение относится к измерениям температуры твердых металлов и позволяет расширить функциональные возможности за счет измерения изменения температуры изделия во времени при нагреве в печи, Устройство состоит из двух элементов с различными температурными коэффициентами линейного расширения

Индикатор температура-время // 1712792

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить надежность индикации момента достижения объектом критической температуры и времени ее воздействия

Индикатор температура - время // 1763904

Устройство индикации // 2640093

Изобретение относится к устройствам индикации термической предыстории продуктов, например, в отношении температурного режима. Соответствующее изобретению устройство включает покровный слой, индикаторный слой, активаторный слой, а также необязательный замедлительный слой. В результате нагревания высвобождается влага, которая в некоторых вариантах исполнения сначала мигрирует в замедлительный слой, и затем в активаторный слой. Там активатор делается подвижным и мигрирует совместно с влагой в индикаторный слой. В результате взаимодействия индикатора с активатором в присутствии влаги происходит изменение цвета, которое показывает превышение критической температуры. Кроме того, изобретение представляет собой способ изготовления соответствующего изобретению устройства, а также варианты его применения, например, при контроле температуры чувствительных продуктов. Технический результат – повышение надежности индикации процесса размораживания продуктов глубокой заморозки. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 18 ил.