Струйно-акустический датчик температуры газа Советский патент 1983 года по МПК G01K11/22 G01K13/02 

Изобретение относится к приборестроению и предназначено для измерения температуры тэрможения газового потока

Известен струйно-акустический датчик температуры газового потока, содержащий сопло и резонаторы .

Недостатком этого датчика является необходимость поддержания значигсельного перепада давления для его устойчивой работЫо

Наиболее близким к предлагаемому является струйно-акустический датчик температуры газа, содержащий камеру торможения и расположенный в ней чувствительный элемент, соединенный с преобразователем пульсаций давления в электрический сигнал 2

Недостатком данного датчика является низкая точность измерения температуры при малых скоростях газового потока из-за неустойчивой работы датчика,.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры при малых скоростях газового потока„

Поставленная цель достигается тем, что в струйно-акустический датчик температуры газа, содержащий камеру торможения и расположенный в ней чувствительный элемент, соединенный с преобразователем пульсаций давления в электрический сигнал введен защитный козырек, установленный перед чувствительным элементом, выполненным в виде струйного генератора колебаний давления с проточным, безотрывным диффузором, соединенным с коническим обтекателем,при этом в месте их соединения выполнены отверстия, соединяющие полость диффузора с проточной камерой в области ее наименьшего сечения.

На фиг. 1 показана схема струйноакустического датчика температуры; , на фиг., 2 - проточная часть струйного генератора.

Датчик состоит из струйного генератора 1, проточной камеры торможеНИН 2 с суживакяпе-расширякицимся соплом, .переходного устройства в виде диффузора 3 с обтекателем 4, защитного козырька 5, звукопроводов 6 для подвода колебаний давления к промежуточным преобразователям 7,импульсов давления в электрические импульсы.

Датчик работает следующим образом Поток, температура которого подлежит измерению, набегает на датчик и в камере торможения устанавливается давление, близкое к полном/ давлению в потоке, а в горле сопла камеры торможения устанавливается давление, меньшее статического давления в потоке. При этом разность давлений в камере и в горле сопла может до б раз. превышать динамическое давление в потоке. Под дейст-вием этого перепада давлений воздух протекает через струйный генератор 1 и переходное устройство с диффузором 3. Вследствие восстановления давления в диффузоре перепад давлений на генераторе в целом близок к перепаду давлений на сопле генератора, а число Маха в струе на срезе сопла генератора существенно превышает число Маха в набегающем потоке и необходимое значение числа Маха в струе для обеспечения устойчивой работы датчика может быть достигнуто при очень малых числах маха потока. Потребное число Маха в струе на срезе сопла ге нератора зависит от геометрии генератора и находится обычно в пределах 0,1-0,2.

В струйном генераторе 1 при прохождении через него газового потока возбуждаются акустические колебания, которые по звукопроводам б поступают к преобразователю-7, выходной сигнал которого зависит от температуры газа.

На фиг. 2 обозначены основные размеры проточной части датчика. Соотношение размеров проточной части можно обеспечить близким к оптимальному вне зависимости от абсолютных размеров датчика, так как все показатели качества;датчика, за исключением чувствительности, практически не зависятот абсолютных размеров . Чувствительность датчика с увеличением размеров уменьшается. Соотношение размеров удобно задавать в виде размеров в долях какоголибо характерного размера, например высоты сопла. В предлагаемом изобретения в случае воздушного газового потока необходимо выдерживать угол раскрытия диффузора не более 12, ширину сопла и резонаторов струйного генератора Н (5-6)-h, расстояние от сопла до .клина (l,2-l,5)h, расстояние от сопла до заднего торца клина L. (12-20)h, длину резонаторов L2. (15-23)h, высоту резонаторов b (2,5-3)h, высоту клина t (0,6-0.,8)h, длину узкой части сопла S (l,5-3,0)h, диаметр отверстия для отбора акустического давления dj 0,8h, диаметр жиклера d (l,7-l,9)h, где h - высота 0 сопла струйного генератора.

СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА, содержащий камеру торможения и расположенный в ней чувствительный элемент, соединенный с преобразователем пульсаций давления в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры при малых скоростях газового потока, в него введен защитный козырек, установленный перед чувствительным элементом, выполненным в виде струйного генератора колебаний давления с проточньюл, безотрывным диффузором, соединенным с коническим обтекателем, при этом в месте их соединения выполнены отверстия,соет диняющие полость диффузора с проточной камерой в области ее наименьшего сечения о