Ультразвуковое устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K11/26 

1

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для измерения температуры и может быть использовано для измерения температурных микропульсаций в средах.

Известно устройство для измерения температуры с помощью ультразвука, в котором изменение температуры рабочей среды приводит к сдвигу фазы ультразвуковой волны, принимаемой tg двумя пьезопреобразователями, разнесенными на определенное расстояние 1 .

Недостатками указанного устройства являются невысокая чувствительность и большая norpeojHOCTb измерения быстропеременн 1х температур.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига- зо емому результату является ультразвуковое устройство Для измерения температуры, содержащее генератор электромагнитных колебаний с акустической обратной связыр, резонатор и блок индикации 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения микропульсаций температуры.

Цель изобретения - пов14шение точночти измерения быстропеременных температур.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй генератор с акустической обратной связью, смеситель, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выход - с одним из входов блока индикации, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а резонатор, идентичный первому и размещенный с ним в одном корпусе, причем в стенках резонаторов выполнены отверстия, площади которых отличаются между собой не менее, чем на два порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраны ра вными. 39 На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство содержит разъемный корпус 1, жестко закрепленные в нем ультразвуковые преобразователи 2-5, резонансные камеры 6 и 7 с отверстиями, 8 и 9, разделенные, для исключения их взаимного влияния, демпфирующей средой 10, генераторы 11 и 12 представляющие собой усилители, смеситель 13, блок И индикации, заглуш ки 15 и 16 Устройство работает следуЮ1цим образом. Корпус 1 устройства помещается в среду, температура которой измеряется. Мерез отверстия 8 и 9 резонанс ные камеры 6 и 7 заполняются средой (жидкостью), служащей звукопроводом резонаторов, один из которых образован ультразвуковыми преобразователям 2 и 3 и резонансной камерой 7, другой - ультразвуковыми преобразователями А и 5 и резонансной камерой 6. При подаче электрического напряже ния на электронную часть устройства, состоящую из усилителей 11 и 12, сме сителя 13, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выход с одним из входов блока k индикации второй вход которого соединен с выходами второго генератора, в резонансных камерах образуются стоячие акустиче.ские волны,частота которых определяется расстоянием между преобразователями 2, 3 и 4, 5 температурой жидкости, находящейся в peso-, нансных камерах 6 и 7, а также температурой самих преобразователей. Благодаря выбору определенного соотношения площадей отверстий 8 и 9 частота генератора 11 определяется как быстрыми, так и медленными изменениями температуры контролируемой среды, а частота генератора 12 - тол ко медленными изменениями температуры среды. Сигналы с выходов генераiTOpOB 11 и 12 поступают на смеситель 13, в котором происходит выделение разностной, частоты, пересчитываемой затем в температуру в блоке И индинации. Разностная частота, поступающая от смесителя 13, пропорциональна быстрым изменениям температуры контролируемой среды, поскольку, благодаря равенству тепловых .постоянных акустических резонаторов и их идентичности, погрешность, возникающая из-за изменения температуры самих преобразователей, размеров резонансных камер и медленных изменений температуры жидкости, сведена к минимуму. Изобретение позволяет с высокой точностью (погрешность не превышает 1) измерять быстропеременные температуры жидкой среды. Пороговая чувствительность измерения составляет десятитысячные доли градуса Для надежной работы устройства расстояние между преобразователями выбирается в пределах 0,5-1,5 длины стоячей акустической волны, что обеспечивает возможность измерения температурных микропульсаций в очень малом объеме. Формула изобретения Ультразвуковое устройство для измерения температуры, .содержащее генератор электромагнитных колебаний с акустической с ратной связью, резонатор и блок индикации, отличающееся тем, чтф, с целью повышения точности измерения быстропереиенных температур, в него дополнительно введены второй генератор с акустической обратной связыр, смеситель, входы которого соединены с выходами генераторов, а его выходс одним из входов блока индикации, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а резонатор, идентичный первому и размаценный с ним в одном корпусе, причем в стенках резонаторов выполнены отверстия, площади которых отличаются между собой не менее, чем на два порядка, а тепловые постоянные резонаторов выбраны равными. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 10736 , кл. Н D, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 119700, кл. G 01 К 11/26, 1958.