Акустическое устройство для измерения температуры Советский патент 1991 года по МПК G01K11/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционных беспроводных измерений температуры вращающихся объектов.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения температур вращающихся объектов.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Акустическое устройство для измерения температуры вращающегося объекта содержит датчик, установленный на вращающемся объекте и выполненный в виде

генератора 1 звуковых сигналов, который состоит из двух резонирующих полостей 2 и

3произвольной формы (например, цилиндрической) с переменным объемом, крышки

4датчика, выходных отверстий 5 и 6, щелевого сопла 7, клика 8, высота которого равна высоте датчика и регулятора акустического тона, который выполнен из двух сильфонов 9 и 10 с прикрепленным к ним днищем 11 генератора 1 звуковых сигналов. Сильфоны выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения. Акустическое устройство включает также

Os JX О СП

ел VJ

измерительный прибор, состоящий из микрофона 12 и анализатора 13спектра. Размеры выходных отверстий 5 и 6, а также геометрия и размеры щелевого сопла 7 и клина 8 можно определить из следующих соображений. Собственная частота f колебаний излучаемых резонатором определяется по формуле

Ж V

где С - скорость звука в среде;

d - диаметр резонатора;

V - объем внутренней полости резонатора.

Скорость звука определяется соотношением

C V/cRT , где к- показатель адиабаты;

R - газовая постоянная;

Т - температура газовой струи.

Внутренний объем каждой резонирующей полости изменяется при перемещении днища 11 вследствие изменения температуры вращающегося объекта и может быть определен по формуле

VH я -d2/4, где I - высота резонатора Гельмгольца.

Таким образом, размеры элементов 5-7 определяются исходя, из возможностей измерительной аппаратуры (диапазон замеряемых значений частот f) и размеров вращающегося объекта.

Следует также заметить, что частота собственных колебаний, излучаемых резонирующими полостями в основном зависит от высоты резонатора I.

Акустическое устройство работает следующим образом.

Пои измерении, температуры вращающегося объекта днище 11 генератора звуковых сигналов перемещается под действием сильфонов 9 л 10, которые удлиняются при повышении температуры и укорачиваются при ее понижении. Это приводит к уменьшению или увеличению объема резонирующих полостей 2 и 3, а следовательно, и частоты получаемого звукового сигнала. Звуковой сигнал воспринимается микрофоном 12 и фиксируется на анализаторе 13 спектра. О

величине температуры, вращающегося объекта судят по тарировочным графикам зависимости частоты генерируемого сигнала от температуры.

При вращении объекта струя газа попадает в щелевое сопло 7 и, натекая на клин 8, отклоняется в резонирующие полости 2 и 3, ограниченные сверху крышкой А датчика и снизу днищем 11, где генерируются звуковые колебания, которые излучаются через

выходные отверстия 5 и 6.

Дистанционное беспроводное измерение температуры вращающихся объектов по звуковому каналу позволяет измерять температуру вращающегося объекта при отсутствии у него статора (корпуса) для крепления неподвижной части датчика температуры (например, лопастей винта самолета) и расширить диапазон измеряемых рабочих температур объекта.

Формула изобретения

1.Акустическое устройство для измерения температуры, содержащее акустический резонатор с регулятором акустического тона, выполненным в виде

сильфона, закрепленного на подвижном днище, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения температур вращающихся объектов, акустический резонатор состоит из

двух резонирующих полостей с крышкой, клином и входным щелевым соплом, расположенным напротив клина, а регулятор акустического тона снабжен вторым сильфоном, прикрепленным к днищу, причем оба сильфона установлены под резонирующими полостями и выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что регистрирующее устройство

включает микрофон и анализатор спектра.

Фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для расширения диапазона измерений температуры вращающихся объектов по звуковым каналам. Цель достигается установлением на вращающемся объекте датчика, выполненного в виде генератора звуковых сигналов с размещенным в нем регулятором акустического тона. Причем генератор звуковых сигналов состоит из двух резонирующих полостей, объем которых изменяется регулятором акустического тона, состоящим из двух сильфонов, и прикрепленного в нем днища генератора звуковых сигналов. Причем сильфоны выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения. При изменении объема резонирующих полостей в зависимости от температуры вращающегося объекта меняется частота генерируемого звукового сигнала. Звуковой сигнал воспринимается микрофоном и передается на анализатор спектра. Оттарировав шкалу анализатора спектра, по показаниям прибора можно судить о температуре вращающегося объекта. Конструктивное исполнение устройства позволяет отказаться от размещения неподвижной измерительной аппаратуры непосредственно на статоре (корпусе) объекта, что создает преимущества по расширению возможностей лабораторной экспериментальной базы. 1 з. i.. ф-лы, 2 ил.