Ультразвуковой безынерционный измеритель мгновенной температуры Советский патент 1961 года по МПК G01K11/24 

, Известные ультразвуковые измерители температуры, применяющиеся в поршневых машинах, основанные на принципе измерения ско-рости распространения ультразвука в среде, пригодны для измерения температур лишь при постоянном давлении. В случае мгновенного измерения температуры в комдрёссорах и других машинах, где имеет место значительное иаменение давления при постоянстве состава и массы реального газа, необходим учет поправки на давление.

Предлагаемый измеритель температуры отличается от известных тем, что учитывает при измерении скорости ультразвука в реальном газе, по которой определяется величина температуры, поправку на давление. Этр достигается тем, что в нем применено электронно-вычислительное устройство для преобразования величины скорости и давления в пропорциональные импульсные напряжения, подаваемые на горизонтальные и вертикальные пластины электронно-лучевой трубки.

Задающий генератор / (см. блок-схему) формирует импульсы длительностью 2-3 со скважностью порядка 1 : 200. Задающий генератор синхронизируется с коленчатым валом исследуемой машины. С выхода генератора импульсы подаются на схему 2 излучения, состоящую из контура 3 ударного возбуждения и излучающего кварца 4. Пройдя газовую среду, импульсы попадают на приемный кварц 5 и далее на схему предварительного усилителя 6. Схемой огра-. ничитёля 7 импульсы ограничиваются по амплитуде. Ограниченные, импульсы подаются на временной демодулятор 8, работающий по схеме сравнения с генератором 9 пилообразного напряжения. С выхода временного демодулятора 8 огибающая сигнала подается на масщтаб-, ный усилитель 10, назначение- которого поднять напряжение сигнала и ввести его в нужный масштаб. С выхода его сигнал поступает на

№137288-2схему 11 преобразователя, в которой непрерывный сигнал преобразуется в дискретные импульсы; амплитуда импульсов пропорциональна амплитуде сигнала. На второй вход схемы // подаются импульсы задающего генератора / через усилитель 12 импульсов. Длительность импульсов на выходе схемы // соответствует длительности импульсов задающего генератора, а амплитуда - амплитуде сигнала з момент прохождения импульсов задающего генератора.

Модулированные по амллитуде импульсы подаются на блок 13, на второй вход которого -подаются импульсы с умножителя 14 частоты (частота импульсов умножителя частоты в 100 раз выше частоты импульсов задающего генератора). С выхода блока 13 поступают серии импульсов,- количество которых в серии зависит от амплитуды импульса, поступающего на вход этого блока. Далее импульсы поступают на вход блока 15 горизонтальной развертки, который представляет собой счетную схему. По определенному количеству импульсов, поступающих на вход этого блока, на выходе его устанавливается соверщенно определенное постоянное напряжение. Это напряжение подаемся на горизонтальные пластины электронно-лучевой трубки осциллографичеокого блока 16 фотопамяти и устанавливает луч в строго определенное положение по горизонтали.

Сигнал давления поступает с кварца 17 на усилитель 18 давления и далее на масштабный усилитель 19, назначение которого аналогично назначению блока 10. С выхода блока 19 сигнал поступает на блок 20, который работает аналогично блоку //, и далее на блок 21, который работает аналогично блоку 13. С выхода блока 21 сигнал попадает на блок вертикальной развертки 22, который работает аналогично блоку 15, но соединен с вертикальными пластинами элекгронно-лучевой трубки блока 16. Напряжение на выходе блока 22 пропорционально количеству импульсов, поступивщих с блока 21, и ставит луч в строго определенное положение по вертикали, т. е. напряжению на выходе блака давления соответствует определенное положение луча по вертикали.

На экран трубки блока фотопамяти 16 накладывается специальным образом изготовленный негатив. На этом негативе построчно записаны кривые, изображающие функциональную зависимость температуры от скорости ультразвука при постоянном давлении.

Схема в целом работает следующим образом. Измеряется мгновенное значение давления и луч устанавливается на строке, соответствующей этому давлению, измеряется мгновенное значение скорости ультразвука и луч сдвигается на определенный элемент строки, соответствующей данной скорости ультразвука; включается луч и просвечивается негатив. Нлотность негатива в данной точке и будет соответствовать температуре газа.

Перед самым концом цикла импульс, поступающий с усилителя 12 импульсов, включает блок 23 подсветки, который открывает блокированный луч на время прохождения импульса и задним фронтом снимает напряжение с выходных блоков /5 и 22 и тем самым подготавливает их к следующему циклу.

Перед негативом устанавливается считывающий блок 24 (фотоумножитель с усилителем). Луч, прошедший негатив, попадает на оптическую систему 25, затем на катод фотоумножителя 24. После фотоумножителя 24 импульсы подаются на усилитель-детектор 26 и огибающая сигнала, т. е. кривая температур, подается на -вход двухлучевого осциллографа 27 визуального наблюдения. На второй вход его подается сигнал с усилителя 28 давления. На экране осциллографа 27. наблюдаются кривые температуры и давления.