Устройство для измерения температуры газового потока Советский патент 1984 года по МПК G01K13/02 

:о :о ;о Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при построении регуляторов температуры для авиационных двигателей. По основному авт. св. № 909590 известно устройство для измерения те пературы газового потока, содержащее два струйных генератора, выходы кото рых через преобразователи акустического сигнала в электрический сигнал соединены с входами схемы вьщеления разностной частоты, выход которой соединен с измерительным блоком, два делителя частоты, схему вычитания частот, входы которой соответственно через делители частоты соединены с входами схемы выделени разностной частоты, а выход соединен с входом измерительного блока fij. Недостатками известного устройства являются низкая точность измерени температуры и неполное использование широкого диапазона работы струйного генератора. Это обусловлено тем, НТО выходной сигнал струйного генера тора является полигармоническим, т.е кроме основной частоты содержит ряд гармоник, что значительно искажает результат измерения. Особенно сильнее это проявляется при измерении быстро меняющихся температур. Поскольку гармоники основной частоты попадают в рабочий диапазон устройства, применение заграждающих фильтров недопустимо. Целью изобретения является повыше ние точности измерения температуры газового потока. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения температуры газового потока введены два блока фильтров, при этом выходы каждого преобразователя акустического сигнала в электрический подключены к входу схемы выделения разностной частоты через соответствующий блок фильтров, каждый из которых содержит группу полосовых фильтров, выходы которых подключены соответственно к входам ключей и входам .формирователе выходы которых, за исключением последнего формирователя, подключены/ через инверторы соответственно к первым входам схем совпадения, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей с второго по последний, причем управляющий вход первого ключа соединен с вы ходом первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вто рым входом первой схемы совпадения, а каждый, с второго по к-й, вход к-й схемы совпадения, начиная с второй/ подключен соответственно к выходам инверторов с первого по к-Й,.при это выход последнего формирователи соеди нен с дополнительным входом последне схемы совпадения. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит два струйных генератора 1 и 2, два преобразователя 3 и 4 акустического сигнала в электрический, электрическую схему выделения разностной частоты 5, делители б и 7 частоты, схему 8 вычитания частот, измерительный блок 9 и два блока 10 и 11 фильтров. Блок 10 фильтров содержит группу полосовых фильтров 12.1-12.п ключи 13.1-1Зп,формирователи 14.1-14.п, инверторы 15.1-15(п-1) и схемы 16.116 (п-1) совпадения.. Блок 11 фильтров содержит группу . полосовых фильтров 17.1-17.m ключи 18,1-18.т, формирователи 19,1-19.т, инверторы 20.1-20.(т-1) и схемы 21.1 21.(п1-1) совпадения. Полосы пропускания групп полосовых фильтров 12.1-12.п.и 17.1-17.m выбраны из условия f , а. Н 2 гдеfн - нижняя полоса пропускания; fg - верхняя полоса пропускания; Кроме того, для двух соседних |фильтров выполняется условие 8i м-,ч Устройство работает следующим образом. При помещении струйных генераторов 1 и 2 в измеряемый газовый поток в них возбуждаются акустические колебания с частотами . и f однозначно связанными с температурой газового потока, Преобразователи 3 и 4 преобразуют их в электрические колебания той же частоты, Электрические сигналы с преобразователей 3 и 4 акустического сигнала в электрический поступают на входы полосовых фильтров 12.1-12.п и 17,-1-17.т. Выходные сигналы струйных генераторов 1 и 2, кроме основных частот f и f2, содержат кратные им гармоники. Схема построена таким образом, что пропуская основную частоту сигнала, она не пропускает кратные ей гармоники, т,е, работает с приоритетом для меньшей из присутствующих в сигнале частот, Рассмотрим сигнал,содержащий кро.ме основной частоты еще вторйю г§рмонику, при этом пусть основная частота проходит через полосовой фильтр 12,1, а вторая гармоника - через полосовой фильтр 12.2. С помощью формирователей 14,1 и 14,2 уровня напряжения частотные сигналы преобразуются в постоянное напряжение. Постоянное напряжение с выхода формирователя 14,1 поступает на уп- г равляющий вход ключа 13.1, что приводит к его за1 ыканию, и основная частота сигнала проходит для дальнейшей обработки. Постоянное напряжени соответствующее второй гармонике, с выхода формирователя 14.2 поступае на вход схемы 16.1 совпадения, на другой вход которой через.инвертор 15.1 nocTVnaeT постоянное напряжени с выхода формирователя 14.1. Сигнал с выхода формирователя 14.1, пройдя через инвертор 15.1, запрещает появ ление сигнала на выходе схемл 18.1 совпадения, из-эа чего ключ 13.2 ос тается в разомкнутом состоянии. По такому принципу схема работает при попадании основной частоты сигнала .полосу пропускания любого из полосовых фильтров 12.1-12,п и при любом числе гармоник, т.е. логика работы ключей описывается выражением Y, X YJ , V Y Y Y М 7 Xj, X;, Xj где Y сигнал на управляющем входе 1-го ключа; . сигнал- на выходе i-ro формирователя уровня напряжения. . Аналогичным образом работает другая часть схемы, содержащая блок 11 фильтров, служащая для выделения основной частоты сигнала с выхода Ьтруйного ге.нератора 2. Электрические сигналы с выходов ключей 13.1-13.п и 18.1-18.т поступа ют на входы делителей 6 и 7 частоты. Коэффициенты деления делителей и 7 частоты выбираются таким образом, чтобы частоты на их выходах были рав ны разностной частоте, т.е. „Л1 f к, где Kg и К. коэффициенты деления делителей 6 и 7 частоты. При нормальной работе устройства на выходе схемы 8 вычитани.я частоты сигнлл отсутствует, так как частоты, поступающие на ее входы, равны между собой. На выхоце схемы 5 выделения разностной частоты, «частота равна разности основных частот струйных генераторов 1 и 2 Af fi - fj. Разностная частота af, соответствующая измеряемой температуре, поступает на .вход измерительного блока 9 . При выходе из строя струйного генератора 1 или преобразователя 3 акустического сигнала в электрический, электрический сигнал на выходе делителя б частоты и на выходе схемы выделения разностной частоты 5 отсутствует . Электрический сигнал с выхода делителя 7 частоты поступает на вход схема 8 вычитания частот, на выходе которой появляется сигнал с разностной частотой f, который поступает на вход измерительного блока 9. При выходе из строя струйного генератора 3 или преобразователя ,4 акустичес кого сигнала в электрический схема работает аналогичным образом. Введение в устройство фильтров выделения сигнала основной частоты позволяет повысить точность измерения температуры, помехоустойчивость и полностью использовать рабочий диапазон струйного генератора. Применение предлагаемого устройства для измерения температуры газового потока в системах измерения и регулирования температуры ГТД позволяет повысить качество регулирования, что приводит к увеличению ресурса работы двигателя и экономии топлива.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА ПО авт, св. 909590, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два блока фильтров, при этом выходы каждого, преобразователя акустического сигнала в электрический подключены к входу схеглз вьшеления разностной час-. тоты через соответствующий блок фильтров, к-аждый из. которых содержит группу полосовых фильтров, выходы которых подключены соответственно к входам ключей и входам формирователей, выходи которых, за исключением последнего формирователя, подключены через инверторы соответственно к первым входам схем совпадения,выходы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей с второго по последний, причем упрашляющий вход первого ключа соединен с выходом первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вторым входом первой схема совпадения, а каждый с второго по к-й, вход к-й схемы совпадения, начиная с второй, подключей соответственно к выходам инел верторов с первого по к-й, при этом выход последнего формирователя соединен с дополнительным входом последней схема совпадения.