Устройство для измерения температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Соватсиии

Социапистичасиии

Республик (tii892237 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28. 04. 80 (21) 2915990/18-10 с присоелинением заявки М— (23) Приоритет (5 t ) M. Кл.

G 0l К ll/26

1Ьаударатакииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 12.81. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23,12.81. (53) УДК 536.532 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.А.Секистов, А.Н.Белковой, Н.И Шермачков и М.И,Макаренко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике температурных измерений и может быть использовано для измерений температур газовых потоков, например, в газотурбинных двигателях.

Известны струйно-акустические устройства для измерения температур газовых потоков, содержащие в качестве термочувствительного элемента струйно-акустический генератор колебаний (1) и (21.

Недостатком этих устройств является влияние величины давления в резонаторе на точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуль15 тату к изобретению является струйно-акустическое устройство, содержащее резонатор с входным и выходным каналами и преобразователь часто20 ты акустических колебаний в электрический сигнал. Резонатор в этом устройстве снабжен цилиндром с поршшем, разделяющим цилиндр на дне ка-. меры, причем поршень соединен с профилированной иглой, размещенной в выходном канале резонатора, а камеры цилиндра соединены трубопроводами с входным и выходным каналами резонатора (3g.

Недостатком этого струйно-акустического устройства является сравнительно низкая точность и достоверность получаемых результатов измерений температуры газового потока вследствие возмущающего воздействия профилированной иглы на поток газа и влияния изменения давления в резонаторе на точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности результатов измерения температуры за счет исключения влияния возмущающего воздействия профилированной иглы на поток газа и изменений величины давления в резонаторе. ,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем

892237

10, (17

U-E

40

> (3) резонатор с входным и выходным соплами, преобразователь частоты акустических колебаний в электрический сигнал, разделенный поршнем на две камеры, соединенные трубопроводами

5 с входным и выходным каналами резонатора, сопло, размещенное во входном канале резонатора, выполнено подвижным и кинематически связано с поршнем цилиндра.

Связь между частотой колебаний, скоростью истечений и расстоянием от входного сопла до края клина для струйно-акустического генератора во всех случаях с некоторым приближением описывается зависимостью юМ

1= — 1 (4)

И где п=1,2,3... — порядок гармоники.

Скорость истечения газа из сопла генератора определяется выражением где К вЂ” показатель адиабаты;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” абсолютная температура газа с перед соплом, P — давление газа в камере;

Р— давление газа перед входным

C соплом — коэффициент скорости.

Анализ выражений (1 ) и (2) показывает, что для того, чтобы обеспечить однозначную зависимость между частотой колебаний и температурой газа, необходимо изменение скорости истечения газа из входного канала, вызванное изменением отношений давлений1 I Ðo, компенсировать изменением расстояния P. от входного сопла до клина. Последнее может достигаться изменением положения подвижного сходного сопла, установленного во входном канале, по зависимости, полученной из выражений (1) и (2).

0 и 8 — расстояния от входного сопла до клина соответственно при критическом и докритическом режимах истечения газа из выходного канала генератора; и E, — коэффициенты расхода воздуха соответственно при критическом и докритическом режимах истечения газа из выходного канала генератора.

На критических и сверхкритических режимах истечения газа из выходного канала генератора перепад давлений на входном сопле остается постоянным, поэтому 8 =1.

На фиг. 1 схематично показано устройство для измерения температуры газа íà фиг. 2 — график зависимости

Е от а 1Р,. .Устройство состоит из подвижного входного сопла 1 резонатора 2, выходного канала 3, элемента 4, регулирующего расстояние Р от подвижного входного сопла до клина 5 при помощи штока 6, кинематически связанного с подвижным входным соплом, в зависимости от перепада давлений в камерах 7 и 8 и преобразователь 9 выходного сигнала генератора.

На фиг. 2 показана зависимость потребного изменения относительного расстояния 8 создаваемого переме щением входного сопла, от отношения абсолютного давления газа в резонаторе Р к давлению газа на входе в генератор Р» имеющего следующие характеристики: расстояние от входного сопла до клина при критическом режиме истечения Я =2,5.10 ì ширина резонансной камеры 6 =5, 9 - 10 м

У площади поперечных сечений входного и выходного сопел равны 6,66.10 м, -Ь и относительное расстоянйе изменяется в пределах от 1 до 3 5; Экспериментальные исследования макета генератора с указанными геометрическими размерами показали, что генерируемая частота колебаний Я =2900 Гц поддерживается постоянной при изменении перепада давлений Р /Р в диапазоне от 0,76, соответствующему критическому истечению из выходного канала питания генератора, до 0,96.

- е„, где 6= - - — относительное расстояние от в::одно о сопла до клина;

Устройство для измерения температуры газового потока работает следующим образом.

8922

29

1. Патент CNA ¹ 3769839, кл. 73-339, опублик. 1973.

2. Патент США № 3667297, кл. 73-339, опублик. 1969.

И 3. Авторское свидетельство СССР № 757877, кл. G 01 К 11/26, 1978 (прототип).

Газ, температура которого измеря- ется, поступает через входное сопло генератора колебаний в резонатор и в нем, благодаря взаимодействию по" тока с кромками выходного канала, 5 создаются акустические колебания.

При изменении давления газа на входе в генератор изменяется перепад давлений на поршне элемента 4, что приводит к его перемещению вме- 16 сте со штоком, который кинематически связан с подвижным входным соплом.

Расстояние от входного сопла до клина изменяется до тех пор, пока не установится равновесие на поршне, 15 которое обеспечивается за счет деформации пружины. Последней достигается требуемый закон изменения расстояния 8.

Таким образом, предложенное устройство за счет исключения влияния указанных дестабилизирующих факторов позволяет повысить точность и достоверность результатов измерения. формула изобретения

Устройство для измерения температЯзы, содержащее резонатор с вход37 4 ным и выходным соплами, преобразователь частоты акустических колебаний в электрический сигнал и цилиндр, разделенный поршнем на две камеры, соединенные трубопроводами с входным и выходным каналами резонатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерений за счет исключения влияния возмущающих воздействий на поток газа и изменения давления в резонаторе, сопло, размещенное во входном канале резонатора, выполнено подвижным и кинематически связано с поршнем цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

892237

068 ОУб

Составитель Н. Горшкова

Редактор И.Николайчук . ТехредЖ.Кастелевич

Корректор М.Демчик

Филиал ПП11 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11216 62 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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