Устройство для измерения температуры газообразной среды Советский патент 1980 года по МПК G01K11/22 

Изобретение относится к газодинамика и предназначено для намерения температуры газовых сред, например продуктов сгорания, с помощью акустических термометров. Известно акустическое устройство для измерения температуры газообразной среды, содержащее резонатор и установленны в нем датчик пульсаций давления, соединен ный через усилитель с измерительным прибором 1. С увеличением интенсивности пульсаций давлений в исследуемой среде, вызывающих усиление акустического поля в этой среде, точность и надежность резуль татов измерений падает, а начиная с определенного значения уровня звукового поля (около 125 дб), показания устройства становятся полностью недостоверными. Снижение точности измерений вызывае ся образованием отрывных быстроперемен ных по температуре вихревых волновых течений газа на кромках отверстия горловины резонатора. Интенсивность вихрей растет с увеличением интенсивности звукового поля. Поскольку температура газа в вихревых зонах отлична от температуры (статической) среды, подлежащей измерению, а сама вихревая зона распространяется на входное отверстие горловины резонатора, причем тем больше, чем выше уровень звуковых волн, то н температура колеблющегося газа в горловине резонатора будет отличаться от температуры измеряемой среды. Кроме того, часть тепла из газа уходит в стенки горловины резонатора, что приводит к дополнительным погрешностям. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является акустическое устройство для измерения температуры газообразной среды, содержащее резонатор, гсрловина которого снабжена кольцевым уступом, а внутренняя ее стенка выполнена из керамики, и 3 датчик пульсаций давления, установленный в резонаторе 2. Недостатком этого устройства являет ся то, что газ в горловине резонатора при исследованиях переменных процессов прогревается недостаточно быстро, что понижает точность и надежность результатов иамере{шй. Цель изобретения - повышение точнос ти измерения температуры, Эта цель достигается тем, что в устройство введена разделительная мембрана, расположенная внутри резонатс а между горловиной и дном, сильфон, заполненный жидкостью, и разрядник, раэ. мешенный в сильфоне, при этом. один то рад сильфона жестко связан с мембраной а дру1ой - с дном резонатора. На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит резонатор 1, объем 2 которого соединяется с измеряемой средой 3 с помощью цилиндрической горловины 4. Внутри объема резонатора расположен датчик 5 пульсадни давления. У входного отверстия циг лкндрическая горловина имеет уступ 6 с острыми кромками. Внутренние стенки цилиндрической горловины выполнены из керамики 7, а внешние имеют форму штуцера 8. Резонат 45 1 снабжен разделительной мембраной 9 и содержит сильфон 10, заполненный жидкостью 11. Внутри сильфона в жидкости расположен разрядник 12, электрически соединенный с источником электрического напряжения 13. Устройство работает следующим обра зом. Для измерения температуры устройство укрепляют с помощью штуцера 8. После запуска установки поток горячего .газа через горловину 4 с ус.тупом 6 поступает внутрь резонатора. После вкл чения разрядника 12 внутри сильфона 1О в жидкости 11 происходит взрью, который через разделительную мембрану 9 воздействует на внутренний объем ре зонатора. В резонаторе развивается в . на сжатия, которая через горловину 4 в ходит вместе с порцией газа в поток. Часть газа выталкивается из резонато6ра и уходит с потоком. За волной сжатия идет волна разрежения, захватывает порцию исследуемого газа. Звуковая волна, падая на резонатор 1 из исследуемого пространства, вызывает образование на острых кромках колыхевого уступа 6 кольцевого вихря. Поскольку диаметр входного расширенного участка за счет уступа 6 больше диаметра входного отверстия горловины 4 резонатора 1, вихревые кольца не затеняют это отверстие, что способствует втеканию газа в резонатор в фазе волны рварежеияя, Возбуждение колебаний резонатора на собственной частоте воспринимается датчиком 5 пульсаций давления и фиксируется соответствующим регистратором уровня и частоты резонансных колебаний, По частоте сяхределяют температуру газовой Ьредьи Такое выполнение устройства позволяет поылсить точность и надежность якформацин о температуре. Формула изобретения Устройство для измерения температуры газообразной среды, содержащее резонатор, горловина KOTqporo снабжена кошщевым уступом, а внутренняя ее стенка выполнена нз керамики, и датчик пульсаций давления, установленный в резонаторе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в устройство введена разделительная мембрана, распопоженная внутри резонатора между ГСФЛОВ0НОЙ и дном, сильфон, заполненный жндкостью, к разрядник, размещенный в снльфоне, при этом один торец сильфона жестко свя1зан с мембраной, а другойс дном резонатора. Источники инфс мацнк, ариаятыв во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 346604, кл. (я 01 К 11/26, 197О. 2.Авторское свидетельство СССР № 536404, кл. G О1 К 11/22, 1975 (прототип).