Способ измерения температуры воздуха при помощи ультразвука и устройство для его осуществления

Л» 105175

Класс 42!, 10),—, 42 i, 20,!

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

H. 11. Фатеев

СПОСОБ ИЗМЕЫНИЯТЕМПГРАТУРЫ ВОЗЛУХА 11РИ (1ОМО1ЦИ У(1(ОТРАЗВУ1(А И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛmИЯ

Заявлено !2 февиаля )955 г. аа ¹ 2474/454()ЗВ в Глава);..:ра.-левое г))дро)иетесролог))1)ес)(сой службы прп Говете )с1ппистров CCCI

0.6 СТ

-Мп)!и

0(Извсстпыс способы измерения

TP.; 1ПСрс1Т11 ры ВOЗд 1 Хс) С ПОМОЩЬЕО

Х С)ЬТ )азвс Кс) И 07 Е)ОИСТва ДЛЯ ИХ

ОСМЩССТВ.1С!!ИЕ(НС ПОЗВОЛЯЮТ ПРОИЗ

"I)7(HTü с 3» (анной стспенью точности измерение абсолютных значений тсмпср»туры воздух» и сс мик ))О))Ус)b-c)!I!!!! 13 P(с)ЛЬНЫХ СЛОВИЯХ

;!7МССфСРЫ.

Оп!(сы)31)с)(ьш способ и у тройство

ДЛЯ ЕI 0 ОСУП(ССТВ (С()ИЯ СВОООДНЫ OT

x .(»3»rrе!Ых недг)статков.

Согл»;но способу, о тсмг)ературе

ВОЗ (3 ):ñ) И Се )!ЕП()ОП1ЛЬСсЩИЯХ СУДЯТ

110 I13) r C и С П И ЕО ф а 3Ь) Л ЬТ Р а 3 ВУК сl, П1)оlпсдшего OT 3Вукоизлучателя K

Вукоприсз(нику. При это)1 изменение разности фазы ультразвука на входе и выходе системы пропорциог(а,7ЬН0 ИЗ»С Н 1!Исо TCМПЕР»ТУPЬ! ВОЗдуха и определяется выражением: — 180 —: —.; — 4t

Lf

С Т где: 3; — изменение фазы ультразвука, выраженное в градусы; — расстояние между звукоизлучателем и звукоприемником;! — ЧсlСТОТсl ) IЬТР»ЗВ1 Ксl, С вЂ” CKÎ))0 "ТЬ ЗВ1 К 1 В Су ;ОМ BОЗ;!) ХC 1)РП ТЕМпер»туре 0" и нормальном дс)алонии; 1 — вел:«;r((!», обрат)!ая ксэ(((1) r(r»c);т с Об ьехl

НОГО j)»cll! I)j)c(llrr(B03духа; 31 — пзменсни: тл!Псратуj) LI

Из этого выражения слег,.ст, что во время изменения разноси фаз ультразвук» на 180 мак=пмальная вели пша пзмсряемог0 изменения

ТЕМ ПСР с(ТУj)h! ПРИ За,(сlнНЬ(Х Ч»СТОТ»Х У, IЬТ))»ЗВ) Ксl И Р»СС ГОЯНИИ МЕ)Кду звуконзлучателем и звукоприемС Т

НИI. Ом р»В1!а Л1п)с)х = =, а МИ1л нпмальп»я величин» измеряемого изменения температуры с учетом

»бсолютной величины амплитуды оезультирующего сигнала и чувствительности измерительного, строкства, равна № 10517э

Для измерения микропульсаций температуры частоту ультразвука устанавливают в соответствии с заданной точностью измерений, что позволяет отмечать малейшие изменения температуры в пределах сотых и тысячных долей градуса.

При измерении абсолютных значений температуры в широких пределах частоту ультразвука устанавливают в соответствии с заданным диапазоном и точнсстью измерений путем модуляции звукоизлучателя по частоте. При этом о температуре судят по разности фаз низкочастотного сигнала мсдуляции, выделенного в звукоприемнике, и модулирующего сигнала звукоизлучателя.

Диапазоны измерений и чувствительность определяются с помощью вышеприведенных выражений.

Блок-схема устройства для ocy,ccTBëåHèÿ способа изображена на чертеже.

На заданном расстоянии одна от другой установлены две пьезоэлектрические пластинки 1 и 2. Пластика 1 является звукоизлучателем и возбуждается с помощью высокочастотного электрического генератора 8, к контуру которого подключен каскад 4 с реактивной лампой, на сетку которой подается сигнал от низкочастотного модулятора 5. К пластинке 2, являющейся звукоприемником, последовательно подключены высокочастотный усилитель 6, ограничитель 7 амплитуды и частотный детектор 8.

При измерениях абсолютных значений температуры в широких пределах на фазометр 9 подаются сигналы от модулятора 5 и с гнальь ьыделенные в частотном детекторе 8. При измерениях микропульсаций температуры фазометр 9 подключается к ограничителю 7 амплитуды и генератору 8 (стрелки 10 и

11), а частотный детектор 8 и каскад 4 с реактивной лампой используются для автоподстройки частоты генератора 8.

Предмет изобретения

1. Способ измерения температуры воздуха при помощи ультразвч<а, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, об изменении температуры «оздуха судят по изменению фазы ультразвука, прошедшего от излучателя к приемнику.

2. Способ по п. 1, отл ичающ с я тем, что, с целью измерения микропульсаций температуры, частсту ультразвука устанавливают в соответствии с заданной точностью измерений.

3. Способ по и. 1, отличаюш и и с я тем, что, с целью измерения абсолютных значений температуры воздуха, частоту ультразвука устанавливают в соответствии с заданным диапазоном измерений путЕМ МОДУЛЯЦИИ ЗВУКОИЗЛУЧатЕЛЯ IIO частоте.

4. Устройство для осуществления способа по . пп. 1, 2 и 3, состоящее из пьезоэлектрического излучателя, возбуждаемого ультразвуковым генератором, и пьезоэлектрического звукоприемника, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью измерений как микропульсаций температуры воздуха, так и ее абсолютных значений. в нем применены ограничитель амплитуды, детектор, модулятор,и фазометр, подключаемый при измерении м икропульсаций температуры к ультразвуковому генератору и ограничителю амплитуды, а при измсрении абсолютных значений темпеоа- ур ы — к модул ятор у и детекто ру.