Акустическое устройство для измерения температуры

Авторы патента:

G01K11/22 - основанные на измерении акустических свойств

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яу 6 01 К 11/22

II !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662669/10 (22) 16,03.89 (46) 07.04.91. Бюл. М 13 (72) Ю. Г. Стрельцов, B. П. Францкевич, М, Ю. Калашников и В. В. Волосов (53) 536.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1187559, кл. G 01 К 13/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР

l4 627355, кл. G 01 К 11/26, 1977. (54) АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для расширения диапазона измерений температуры вращающихся объектов по звуковым каналам. Цель достигается установлением на вращающемся обьекте датчика, выполненного в виде генератора звуковых сигналов с размещенным в нем регулятором акустического тона. Причем генератор звуковых сигналов состоит иэ двух реэонируюИзобретение относится к измерительной технике,и может быть использовано для дистанционных беспроводных измерений температуры вращающихся объектов.

Цель изобретения вЂ” расширение диапазона измерения температур вращающихся объектов.

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

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

„, Ы,„1640557 А1 щих 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. Отта риро вав 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, ., ф-лы, 2 ил. генератора 1 звуковых сигналов, который

СЪ состоит иэ двух резонирующих полостей 2 и

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

4 датчика, выходных отверстий 5 и 6, щелевого сопла 7, клина 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, Акусти. ческое устройство включает также

1640557 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 иэ следующих соображений. Собственная частота f колебаний излучаемых резонатором определяется по формуле

3С 3d

8 V где С вЂ” скорость звука в среде;

d вЂ” диаметр резонатора;

Ч вЂ” объем внутренней полости резонатора, Скорость звука определяется соотношением

С = rcRX, где к- показатель адиабаты;

R вЂ” газовая постоянная;

Т вЂ” температура газовой струи.

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

Ч=I ж 0 !4, где вЂ” высота резонатора Гельмгольца.

Таким образом, размеры элементов 5 вЂ” 7 определяются исходя из возможностей измерительной аппаратуры (диапазон эамеряемых 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 в 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

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

При вращении объекта струя газа попа10 дает в щелевое сопло 7 и, натекая на клин 8, отклоняется в резонирующие полости 2 и 3, ограниченные сверху крышкой 4 датчика и снизу днищем 11, где генерируются звуковые колебания, которые излучаются через

15 выходные отверстия 5 и 6.

Дистанционное беспроводное измерение температуры вращающихся объектов по звуковому каналу позволяет измерять .температуру вращающегося объекта при отсут20 ствии у него статора (корпуса) для крепления неподвижной части датчика температуры (например, лопастей винта самолета) и расширить диапазон измеряемых рабочих температур объекта.

25 Формула изобретения

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

30 сильфона, закрепленного на подвижном днище, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения температур вращающихся объектов, акустический резонатор состоит иэ

35 двух резонирующих полостей с крышкой, клином и входным щелевым соплом, расположенным напротив клина, а регулятор акустического тона снабжен вторым сильфоном, прикрепленным к днищу, при40 чем оба сильфона установлены под резонирующими полостями и выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения.

2.Устройство по п.1. отл ича ю щее45 с я тем, что регистрирующее устройство включает микрофон и анализатор спектра.

1640557

Составитель B,Ãóñåâà

Техред М.Моргентал

Корректор Л. Пилипец

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1013 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Акустическое устройство для измерения температуры

Похожие патенты:

Дифференциальный термодатчик // 1636700

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры с частотным выходом и предназначено для использования на объектах различного класса и назначения

Устройство для измерения температуры газовых потоков // 1489337

Способ определения температуры и устройство для его осуществления // 1413447

Изобретение относится к термометрии , м.б

Способ диагностики объектов по их нагреву // 1155874

Устройство для дистанционного измерения температуры // 1000789

Акустическое устройство для измерения температуры газообразной среды // 877360

Акустическое устройство для измерениятемпературы газообразной среды // 800706

Способ диагностики состояния объектов по их нагреву // 783604

Устройство для измерения температуры газообразной среды // 742726

Акустическое устройство для измерения температуры газообразной среды // 700789

Устройство для измерения температуры вращающегося объекта // 2256888

Изобретение относится к системам контроля подвижных объектов и может использоваться для дистанционных беспроводных измерений температуры

Устройство для измерения температуры на вращающихся объектах // 2256889

Способ измерения температуры жидкосодержащих пористых сред // 2305260

Изобретение относится к геофизике и экологии и может быть использовано для бесконтактного способа измерения температуры жидкосодержащих пористых сред, преимущественно грунтов, почв и донных осадков, а также для измерения температуры в технологических процессах

Ультразвуковой измерительный преобразователь для жидкого металла (варианты) // 2330278

Изобретение относится к ультразвуковому измерительному преобразователю, который направляет и принимает ультразвуковые волны в жидкий тяжелый металл/из него, и в частности - к ультразвуковому измерительному преобразователю для жидкого металла, выполненному с возможностью эффективного направления ультразвуковых волн в жидкий тяжелый металл и приема ультразвуковых волн, проходящих в жидком тяжелом металле, путем оптимизации материала смачиваемой части преобразователя

Акустический термометр // 2055331

Акустический термометр // 2055332

Изобретение относится к медицинской и ветеринарной технике и может быть использовано для неинвазивного измерения глубинной температуры в теле человека и животных

Способ дистанционного измерения температуры в глубине объекта и акустический термометр для его осуществления // 2061408

Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры // 2537751

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры. Заявлен чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры, состоящий из пластины из альфа-кварца, на поверхности которой сформированы не менее одного встречно-штыревого преобразователя (ВШП) и не менее двух отражающих элементов (ОЭ). Рабочая поверхность пластины жестко связана с правой декартовой системой координат (X1, Y1, Z1), где ось Z1 направлена перпендикулярно поверхности пластины. Правая декартова система координат (X1, Y1, Z1) имеет угловую ориентацию относительно кристаллографической системы координат кварца (X, Y, Z), заданную углами Эйлера φ, θ, Ψ, такими, что угол φ принимает значение, находящееся в одном из диапазонов от -20°+60°·n до 20°+60°·n, где n принимает значения 0, 1, 2, 3, 4, 5, угол θ принимает значение, находящееся в диапазоне от 140° до 180° или в диапазоне от минус 40° до 0, угол Ψ принимает значение ±90°. Электроды ВШП и ОЭ отклонены от оси Y1 на угол, не превосходящий по модулю 20°. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры // 2590228

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения температуры. Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для измерения температуры включает две линии задержки (ЛЗ), каждая из которых образована пьезоплатой из ниобата лития, на поверхности которой сформированы не менее одного встречно-штыревого преобразователя и не менее двух отражающих структур, состоящих из секций, выполненных в виде системы канавок или штырей с переменным или постоянным периодом. Линии задержки выполнены на пьезоплатах, которые имеют разные срезы с различными температурными коэффициентами задержки. Отражающие структуры первой ЛЗ идентичны отражающим структурам второй ЛЗ, при этом отражающие структуры расположены таким образом, что начало отражающих структур на одной ЛЗ смещено на длину одной секции относительно отражающих структур на второй ЛЗ, обеспечивая соответствие минимальных значений импульсной характеристики одной ЛЗ во временной области максимальным значениям импульсной характеристики другой ЛЗ во временной области. ВШП могут быть соединены последовательно или параллельно. Технический результат - повышение точности измерения температуры, а также повышение дальности действия устройства. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры // 2592055

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения температуры. Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для измерения температуры содержит две идентичные линии задержки (ЛЗ) с акустическими путями. Каждая ЛЗ образована сформированными на поверхности пьезоплаты ПАВ-структурами, включающими встречно-штыревой преобразователь (ВШП) и по меньшей мере одну отражающую структуру, состоящую из секций, выполненных в виде системы канавок или штырей с переменным или постоянным периодом. При этом на обратной стороне пьезоплаты относительно области расположения ПАВ-структур второй ЛЗ установлен по меньшей мере один деформирующий элемент (ДЭ), тепловой коэффициент линейного расширения (ТКЛР) которого отличен от ТКЛР пьезоплаты, а область пьезоплаты, по которой проходит акустический путь первой ЛЗ, не соприкасается с областью пьезоплаты, по которой проходит акустический путь второй ЛЗ. ПАВ-структуры первой и второй линий задержки могут быть сформированы на одной пьезоплате, имеющей неполный сквозной разрез между акустическими путями линий задержки, или на отдельных пьезоплатах. ВШП первой ЛЗ и второй ЛЗ могут быть соединены параллельно или подключены отдельно. Технический результат - увеличение чувствительности устройства к небольшим изменениям температуры и повышение точности измерения. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.