Ультразвуковой термометр Советский патент 1986 года по МПК G01K11/24 

Изобретение относится к темпера- ,турным измерениям, а именно к ультразвуковым термометрам, и может найти применение пртл создании контрольно- измерительной аппаратуры.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением температуры пьезоизлучателя и пьезоприемника.

На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового термометра; на; фиг.2 - временные эпюры, пояснядощие его работу.

Ультразвуковой термометр содержит генератор 1 импульсов, пьезоизлуча- тель 2, пьезоприемник 3, фильтр 4, первый временной селектор 5, пороговое устройство 6, формирователь временного интервала-, например три ггер 7, функциональный преобразователь 8, цифровой магнитофон 9, второй временной селектор 10, пиковый детектор If, усилитель 12, систему 13 охлаждения пьезопреобразователей и блок 14 синхронизации.

Ультразвуковой термометр работает следующим образом.

При включении устройства в момент t (фиг.2) блок 14 синхронизации, ра40

ботающкй в режиме автогенерации, вырабатывает очередной импульс (фиг.2д) которьй запускает генератор 1 импульсов , ставит в исходное состояние первый 5 и второй 10 временные а также в единичное состояние формирователь 7 временного интервала (фиг.2). Пьезоизлучатель 2, возбужденный импульсом, поступившим с выхода генератора импульсов, излучает ультразвуковой сигнал, который проходит в контролируемой среде расстояние J и через время поступает на пьезоприемник 3 (фиг.25). Сигнал с пьезо- ; приемника поступает через фильтр 4 на 45 первый временной селектор 5 (фиг.2 S)V ас его выхода - на вход порогового устройства 7 с заданньи порогом срабатывания. На выходе которого выраба- . тьгааетсл импульс, когда значение 50 входного сигнала превышает его порог срабатьшания. Этот импульс поступает на вход формирователя временното интервала и переводит его в нулевое состояние (фиг.2)., 15

Сформированный интервал времени Т однозначно связан с измеряемой температурой ,.так как время прохождения

ультразвуковь1м сигналом расстояния i между пьезоизлучателем и -пьезоприем- ником однозначно связано с температурой контролируемой среды. Сформирован5 ный временной интервал функциональным преобразователем 8 преобразуется в значение температуры 6 и это- значение в цифровом виде записывается в цифровой магнитофон.

в Принцип -работы схемыавторегулирования расхода охлаждакщей жидкости основан на постоянном слежении за величиной амплитуды отраженного ультразвукового сигнала от -торца- волновода

t5 пьезоизлучателя 2 и корректировки рас- раскода с помощью системы 13 охлаждения преобразователей по этой величине,по- скольку величина амплитуды зависит от . нагрева волновода пьезоизлучателя.

20 Для анализа величины амплитуды рремен- ной селектор 10 пропускает только пятикратно отраженный сигнал.. Это необходимо для временной развязки отраженного сигнала и злектрической на25 водки от импульса, возбуждающего пье- - зоизлучатель. Отраженный сигнал, про- . шедший временной селектор 10 и проде- тектированный пиковым детектором 11, поступает на усилитель 12, ас его

30 выхода - на управляющий вход системы охлаждения преобразователей. Система 13 охлаждения преобразователей включает в себя опорный источник напряжения, величина напряжения которого со- селекторы,35 ответствует определенной температуре волновода. Величина сигнала, постулат ющего с выхода усилителя 12, сравнивается с величиной эталонного напряжения и получаемый разностный сигнал используется для управления исполняющими механизмами регулирования расхода охлаждающей жидкости. Так как при работе схемы авторегулирования расхода температура волноводов пьезо-. излучателя и пьезоприемника поддерживается постоянной, то это также позволяет исключить паразитную модуляцию сигнала из-за изменения Температуры волноводов пьезоприемника и пьезоиз7 лучателя, что ведет к повьипению стабильности работы термометра.

Все элементы устройства могут бьп ь реализованы на стандартных микросхемах.

Формула изобрете ни я

Ультразвуковой термометр, содержащий генератор импульсов, подключенФормула изобрете ни я

Ультразвуковой термометр, содержащий генератор импульсов, подключен.ный к пьезоизлучателю, акустически связанному с пьезоприемником,. выход которого подключен к последовательно: соединенным фильтру, первому временному селектору, пороговому устройству, формирователю временного интервала функциональному йреобразователю. и цифровому магнитофон, блок синхронизации, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам генерато-ра импульсов, первого временного селектора и формирователя временного интервала., систему охлаждения, связанную с пьезоизлучателем и пьезоприем1-0

Редактрр М.Келемеш

Составитель В.Куликов

Техред М.Ходанич Корректор Й.Пожо.

Заказ 3479/36Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ником, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением температуры пьезоШлучателя и пьезоприемника, в него введены последовательно соединенные второй временной селектор, пиковый детектор и усилитель, выход которого подключен к управляющему входу системы охлаждения, при этом вход второго-временного селектора соединен с выходом генератора импульсов, а уп- равлямций вход подключен к выходу блока синхронизации.

- t

.KX- и

Изобретение относится к области температурных измерений и мсвкет найти применение при создании контрольно- измерительной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор импульсов 1, пьезоизлучатель 2, пьег зоприемник 3, фильтр 4, временные селекторы 5 и ТО, пороговое устройство 6, триггер 7, функциональный преобразователь 8, цифровой магнитофон 9, пиковый детектор 11 и усилитель 12. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет поддерживать температуру пьезЪизлучателя 2 и пьезо- приемника 3 постоянной, что исключает паразитную модуляцию сигнала и повышает стабильность работы устройства4 2 ил./ i (Л