[go: up one dir, main page]

SU838425A1 - Temperature gage - Google Patents

Temperature gage Download PDF

Info

Publication number
SU838425A1
SU838425A1 SU792843686A SU2843686A SU838425A1 SU 838425 A1 SU838425 A1 SU 838425A1 SU 792843686 A SU792843686 A SU 792843686A SU 2843686 A SU2843686 A SU 2843686A SU 838425 A1 SU838425 A1 SU 838425A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
trigger
inputs
signal
Prior art date
Application number
SU792843686A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пранас-Бернардас Пранович Милюс
Ионас Юозович Буткус
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институтим.A.Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институтим.A.Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институтим.A.Снечкуса
Priority to SU792843686A priority Critical patent/SU838425A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU838425A1 publication Critical patent/SU838425A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(54) DEVICE FOR TEMPERATURE MEASUREMENT

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано при контроле параметров высокотемператур ных газовых потоков. Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее ультразвуковые излучатель и .приемник, механичес ки соединенные с системой переметени  и подключенные к блоку измерени  U1 . Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерени  из-за погрешности, обусловленной неидентичностью узлов перемещени  преобразователей, самих преобразователей и фазовых характеристик усилителей . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемог 1у  вл етс  устройство дл  измерени  температуры содержащее ультразвуковые излучатель и приемник, механически св занные с системой перемещени , подключенной к выходу схемы формировани  сигналов блок измерени , подсоединенный к вхо дам приемника и излучател  21. Однако данное устройство не обла дает требуемой точностью измерени  потому, что блок измерени , подключенный к пьезоэлектрическим преобра зовател м, излучателю и приемнику, существенно вли ет на работу блока выделени , подключенного к тем же преобразовател м и имеющего очень высокое входное сопротивление (R. 10° Ом), необходимое дл  измерени  электростатического потенциала на обкладках пьезопреобразователей. Значительное вли ние при таких измерени х оказывает и злектроизол ци  измерительных цепей. Кроме того, электростатический потенциал на обкладках пьезопреобразователей зависит не только от абсолютной температуры преобразователей , но и от скорости нарастани  температуры. Чем быстрее нарастает температура нагрева пьезопреобразовател , тем выше потенциал на обкладках и наоборот, хот  абсолютные температуры Могут быть одинаковыми, что и приводит к погрешност м определени  температуры нагрева измер емого объекта. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены генератор качающейс  частоты, триггер, генераторы импульсов, схема ИЛИ, блоки выделени  сигналов, к входам которыхThe invention relates to thermometry and can be used to control the parameters of high-temperature gas flows. A device for measuring temperature is known, which contains an ultrasonic emitter and receiver, mechanically connected to the transfer system and connected to the measuring unit U1. However, this device does not provide the required measurement accuracy due to the error due to the nonidentity of the transducer displacement nodes, the transducers themselves, and the phase characteristics of the amplifiers. The closest to the technical essence of the present invention is a temperature measuring device containing an ultrasonic emitter and receiver mechanically connected with a displacement system connected to the output of the signal conditioning circuit of a measuring unit connected to the inputs of the receiver and emitter 21. However, this device does not have gives the required measurement accuracy because the measurement unit connected to the piezoelectric transducer, emitter and receiver significantly affects the operation of the allocation unit, CONNECTIONS to the same transducer and m having a very high input impedance (R. 10 ° ohms) necessary for measuring the electrostatic potential on the plates of the transducers. In such measurements, the electrical isolation of the measuring circuits has a significant effect. In addition, the electrostatic potential on the plates of piezotransducers depends not only on the absolute temperature of the transducers, but also on the rate of increase in temperature. The faster the temperature of heating of the piezotransducer increases, the higher the potential on the plates and vice versa, although the absolute temperatures may be the same, which leads to errors in determining the heating temperature of the measured object. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by introducing a oscillating frequency generator, a trigger, pulse generators, an OR circuit, signal extraction units, to the inputs of which

подключены выходы генератора качающейс  частоты и блока измерени , второй выход которого подсоединен ко входу генератора качающейс  частоты, ко входам триггера,.к третьим входам блоков выделени  сигналов и генератоСрв импульсов, подключенных ко входам схемы формировани  сигналов, третий вход которой соединен с выходом триггера , подключенного также ко второму входу генератора качающейс  частоты, и выход одного блока выделени  сигнала подсоединен ко входу излучател  а другого блока - ко входу приемника, при этом вторые выходы этих блоков через схему ИЛИ подключены .ко второму входу триггера.the outputs of the oscillating frequency generator and the measuring unit, the second output of which is connected to the input of the oscillating frequency generator, are connected to the trigger inputs, to the third inputs of the signal extractor and the generator of pulses connected to the inputs of the signal conditioning circuit, the third input of which is connected to the trigger output connected also to the second input of the oscillating frequency generator, and the output of one signal extractor is connected to the input of the radiator and another block to the input of the receiver, while the second outputs of these blocks s are connected through an OR gate .ko second input trigger.

Кроме того, ка;кдый блок выделени  сигналор,содержит соединенные последовательно коммутатор, детектор, дифференциатор и триггер, выход которого подключен ко второму вйходу блока а вход триггера подсоединен к третьему входу блока выделени  сигналов, к первому и второму входу которого подключены входы коммутатора, выход которого подсоединен к первому выхоЛУ блока.In addition, each selection signaling unit contains a switch, a detector, a differentiator and a trigger connected in series, the output of which is connected to the second input of the block, and the input of the trigger is connected to the third input of the selection signaling unit, the inputs of the switch are connected to the first and second inputs which is connected to the first output unit.

На-фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 временные осцилограммыИ -Z5).In FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 time oscillograms and -Z5).

, Устройство содержи - ультразвуковой излучатель 1, приемник 2, систему , 3 перемещени  излучател  и приемника , блок 4 измерени , схе,му 5 формировани  сигналов дл  системы перемещени , генератор 6 качающейс  частоты , схему ИЛИ 7, триггер 8, генераторы 9 и 10 импульсов, коммутатор 11 детектор 12, дифференциатор 13, триггер 14 блока выделени  сигналов, блоки 15 и 16 выделени  сигналов.The device contains an ultrasonic emitter 1, a receiver 2, a system, 3 movements of the emitter and receiver, a measurement unit 4, a signal shaping circuit 5 for the displacement system, a sweep frequency generator 6, an OR circuit 7, a trigger 8, pulse generators 9 and 10 , the switch 11 detector 12, the differentiator 13, the trigger 14 of the signal extraction unit, the blocks 15 and 16 of the signal extraction.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В начальный момент времени (фиг. 2). после включени  электропитани  устройства преобразователи ввод тс  в исследуемую среду и блок 4 измерени  вырабатывает сигнальный импульс (П), который преобразователем 1 излучаетс ,  в исследуемую среду и принимаетс  приемныг преобразователем 2. Прин тый пь зоприемным преобразователем 2 импульс поступает на блок 4 измерени , в котором вычисл етс  температура и скорость газового потока. После очередного цикла измерени  провер етс  температура нагрева преобразователей 1 и 2.At the initial moment of time (Fig. 2). after switching on the power supply of the device, the transducers are introduced into the medium under study and the measurement unit 4 generates a signal pulse (P), which is transmitted by the transducer 1, into the medium under study and is received by the transducer 2. The pulse received by the transceiver 2 transmits to the measurement unit 4, the temperature and velocity of the gas stream is calculated. After the next measurement cycle, the heating temperature of the transducers 1 and 2 is checked.

Контроль температуры нагрева преобразователей происходит следующим .образом. Блок, измерени  запускает коммутатор 11 сигналов, генератор б качающейс  частоты (ГКЧ), триггеры 8 и 14 и генераторы 9 и 10 импульсов . ГКЧ 6 вырабатывает синусоидальный сигнал, частота которого в какойто мсмйент времени t, (18) становитс  равной резонансной частоте менее нагретого преобразовател , а затем в момент времени t (19) и резонансной частоте более нагретого пьезопреобразовател . С увеличением температуры нагрева резонансные частоты пьезопреобразователей 1 и 2 увеличиваютс . Так как ГКЧ б через.коммутатор 11 подключен к пьезопреобразователю 1, то детектор 12 выдел ет огибающую этого сигнала. Когда частота генератора качающейс , частоты проходит резонанс преобразовател , на выходе детектора 12 получаетс  максимальное напр жение, которое дифференцируетс  дифференциатором 13 и переводит в исходное состо ние триггер 14. С выхода триггера 14 импульс длительностью .i,(18) поступает на схему ИЛИ 7. Аналогично работает и второй блок 16 выделени  сигналов. Импульс с выхода этого блока поступает на второй вход схемы ИЛИ 7. С выхода схемы ИЛИ 7 пр моугольный импульс наибольшей длительности ,, соответствующей промежутку времени, необходимому дл  того, чтобы частота ГКЧ изменилась от первоначальной (момент времени t ) до резонансной частоты наиболее нагретого преобразовател  (в данном случае до резонансной частоты пьезоприемника 2), поступает на второй вход первого триггера 8 и задним фронтом переводит его в первоначальное состо ние . Первый триггер 8 своим импульсом 21 переводит в исходное состо ние блок 4 измерени  и генератор б качающейс  частоты-. В схеме 5 формировани  сигналов ввода-вывода сравниваютс  по длительности импульс с выхода первого триггера 8 с импульсами , поступающими от первого и второго генераторов 9 и 10 импульсов. Первый генератор 9 импульсов вырабатывает импульсы, длительность которыхThe temperature control of the transducers is controlled as follows. The measurement unit is triggered by a switch 11 signals, a oscillating frequency oscillator (GCU), triggers 8 and 14, and generators 9 and 10 pulses. GCCH 6 generates a sinusoidal signal, the frequency of which, for some time, time t, (18) becomes equal to the resonant frequency of the less heated transducer, and then at time t (19) and the resonant frequency of the more heated piezoelectric transducer. With an increase in the heating temperature, the resonant frequencies of the piezo transducers 1 and 2 increase. Since the booster switch b through switch 11 is connected to the piezoelectric transducer 1, the detector 12 selects the envelope of this signal. When the oscillator frequency is oscillating, the frequency passes through the resonance of the converter, the output voltage of the detector 12 is the maximum voltage, which is differentiated by the differentiator 13 and returns trigger 14 to the initial state. From the trigger output 14, a pulse of duration i, (18) goes to the OR circuit 7. Similarly, the second signal extracting unit 16 operates. A pulse from the output of this block arrives at the second input of the circuit OR 7. From the output of the circuit OR 7, a rectangular pulse of the longest duration, corresponding to the period of time required for the frequency of the sweep to change from the initial (time t) to the resonant frequency of the most heated converter (in this case, up to the resonant frequency of the piezo receiver 2), goes to the second input of the first trigger 8 and puts it in the initial state at the falling edge. The first trigger 8 with its pulse 21 brings the measurement unit 4 to the initial state and the oscillating frequency generator b-. In the I / O signal generation circuit 5, the pulse duration from the output of the first flip-flop 8 is compared with the pulses from the first and second generators 9 and 10 of the pulses. The first generator 9 pulses produces pulses, the duration of which

.соответствует промежутку времени , необходимому дл  и.змерени  частоты ГКЧ б до резонансной частоты преобразователей при наибольшей допустимой температуре нагрева.. corresponds to the period of time necessary for measuring the frequency of the GCh b to the resonant frequency of the transducers at the highest permissible heating temperature.

Температура пьезопреобразователей должна быть меньше температуры Кюри Т примен емого пьезоматериала. Например , дл  керамических.пьезоматериалов ЦТС-19 Т 290°С, дл  -кварцевых 570°С, дл  ниобата лити  L i NbOn.,l9lO°CThe temperature of piezoelectric transducers must be less than the Curie temperature T of the applied piezomaterial. For example, for ceramic PZTZ-19 piezo material T 290 ° C, for quartz-570 ° C, for lithium niobate L i NbOn., L9lO ° C

Второй генератор 10 импульсов вырабатывает импульсы 24, длительность которых соответствует промежутку времени t,,-trj, , необходимому дл  изменени  частоты ГКЧ до резонансной частоты .пьезопреобразователей, когда их температура нагрева не превышает заданной величины и они могут работать в исследуемой высокотемпературной среде . Если длительность импульса, поступающего на схему 5 формировани  сигналов ввода-вывода от первого триггера 8, больще длительности импульса , поступающего от первого генератора 9 импульсов, то схема 5 формировани  сигналов ввода-вывода выдает команду 25 о выводе пьезопреобразователей с исследуемой сред.. И, наоборот, если длительность импульса, поступающего от первого триггера 8 на схему 5 формировани  сигналов ввода-вывода меньше длительности импульса , поступающего от первого генератора 9 импульсов, то преобразователи 1 и 2 поддерживаютс  в введенном состо нии . Если длительность импульса, поступающего на схему 5 формировани  сигналов ввода-вывода от первого триггера 8, меньше длительности импульса второго генератора 10 импульсов, то преобразователи 1 и 2 поддерживаютс  в введенном состо нии, если они введены в исследуемую среду раньше или когда они были в выделенном состо нии 25. Когда преобразователи введены в исследуемую среду, блок измерени  осуществл ет измерение скорости ультразвука и после каждого цикла измерени  провер ет нагрев пьезопреобразователей до момента, когда температура наиболее нагретого преобразовател  достигает наибольшей заданной величины . После этого на систему 3 вводавывода от схемы 5 формировани  сигналов ввода-вывода поступает команда вывести пьезопреобразователи из высокотемпературной среды. Когда преобразователи остывают до заданной температуры , схема 5 формировани  сигналов 5 выдает команду на систему ввода-вывода о. вводе пьезопреобразователей в исследуемую среду, после чего npoiiecc измерени  повтор етс .The second pulse generator 10 produces pulses 24, the duration of which corresponds to the time period t ,, - trj, necessary to change the frequency of the hopper to the resonant frequency of piezoelectric transducers when their heating temperature does not exceed a predetermined value and they can work in the high-temperature medium under study. If the pulse duration arriving at the I / O signal shaping circuit 5 from the first trigger 8 is longer than the pulse width from the first pulse generator 9, the I / O signal shaping circuit 5 issues a command 25 about outputting piezo transducers from the medium under study .. And, conversely, if the pulse duration from the first trigger 8 to the I / O signal shaping circuit 5 is less than the pulse width from the first pulse generator 9, then the converters 1 and 2 are supported in the entered state. If the pulse duration arriving at the I / O signal shaping circuit 5 from the first trigger 8 is less than the pulse width of the second pulse generator 10, then the converters 1 and 2 are maintained in the input state if they were introduced into the test medium earlier or when they were in the selected state 25. When the transducers are introduced into the medium under study, the measuring unit measures the ultrasound velocity and after each measurement cycle checks the heating of the piezo transducers to the moment when the temperature of Lee heated converter reaches a predetermined maximum value. After that, the I / O system 3 from the I / O signal shaping circuit 5 receives a command to output piezoelectric transducers from the high-temperature environment. When the transducers cool down to a predetermined temperature, the signal generation circuit 5 issues a command to the I / O system. inserting piezoelectric transducers into the medium under study, after which the npoiiecc measurement is repeated.

Предлагаемое устройство нар ду с повышением точности- измерени  позвол ет повысить надежность контрол  высокотемпературных сред за счет того , что управление системой вводавывода ультразвуковых преобразователей в исследуемую среду осуществл етс  автоматически по температуре наиболее нагретого преобразовател . Кроме того,это дает возможность автоматизировать ультразвуковые системы контрол  высокотемпературных сред, основанные на определении скорости ультразвука в контролируемых средах , и расшир ет область применени  ультразвуковых контрольно-измерительных систем.The proposed device, along with an increase in the accuracy of measurement, makes it possible to increase the reliability of monitoring high-temperature environments by controlling the input-output system of ultrasonic transducers into the test medium automatically by the temperature of the most heated transducer. In addition, it makes it possible to automate ultrasound systems for monitoring high-temperature environments, based on determining the speed of ultrasound in controlled environments, and expands the scope of application of ultrasound-measuring systems.

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  температуры , содержащее ультразвуковые преобразователи - излучатель и приемник , механически соединенные с системой перемещени , подключенной1. A temperature measuring device containing ultrasonic transducers - emitter and receiver mechanically connected to a displacement system connected к выходу схемы формировани  сигналов, блок измерени , подсоединенный к входам приемника и излучател , о т л ичающеес  тем, что, с целью to the output of the signal conditioning circuit, a measurement unit connected to the inputs of the receiver and the radiator, so that, in order to a повышени  точности измерени , в устройство введены генератор качающейс  частоты, триггер, генераторы импульсов , схема ИЛИ, блоки выделени  сигналов, к входам которых подключены a increase in the accuracy of measurement, the oscillating frequency generator, the trigger, the pulse generators, the OR circuit, the signal extraction units, the inputs to which are connected, are entered into the device 5 выходы генератора качающейс  частоты и блока измерени , второй выход которого подсоединен ко входу генератора качающейс  частоты, ко входам триггера , к третьим входам блоков вьвделени  сигналов и генераторов импульсов, 5 outputs of the oscillating frequency generator and the measuring unit, the second output of which is connected to the input of the oscillating frequency generator, to the trigger inputs, to the third inputs of the signal isolating units and pulse generators, 0 подключенных ко входам схемы формировани  сигналов, третий вход которой соединен с выходом триггера, подключенного также ко второму входу генератора качающейс  частоты, и выход 0 connected to the inputs of the signal conditioning circuit, the third input of which is connected to the output of the trigger, also connected to the second input of the oscillating frequency generator, and the output 5 одного блока выделени  сигнала подсоединен ко входу излучател , а другого блока - ко входу приемника, при этом вторые выходы этих блоков через схему ИЛИ подключены ко второму вхо0 ду триггера.5 of one signal extraction unit is connected to the input of the radiator, and another unit - to the receiver input, while the second outputs of these blocks are connected via the OR circuit to the second input of the trigger. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что каждый блок выделени  сигналов содержит соединенные последовательно коммутатор, 2. The device according to claim 1, characterized in that each signal extraction unit comprises a switch connected in series, 5 детектор, дифференциатор и триггер, выход которого подключен ко второму выходу блока, а вход триггера подсоединен к третьему входу блока выделени  сигналов, к первому и второму входу которого подключены входы ком0 мутатора, выход которого подсоединен к первому выходу блока.5 a detector, a differentiator and a trigger, the output of which is connected to the second output of the block, and the input of the trigger is connected to the third input of the signal extractor, to the first and second input of which the inputs of the switch are connected, the output of which is connected to the first output of the block. Источники информации. Прин тые во внимание при экспертизеInformation sources. Considered in the examination 5five 1.Бовшеверов В.М. и др. Акустический термометр-интерферометр дл  измерени  температуры в стратосфере. Физика атмосферы и океана, 1969,4, № 10.1. Bovsheverov V.M. et al. Acoustic thermometer-interferometer for measuring temperature in the stratosphere. Physics of the Atmosphere and the Ocean, 1969.4, No. 10. 00 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2670089,2. USSR author's certificate on application 2670089, кл. G 01 К 11/24, 05.10.78 (прототип),cl. G 01 K 11/24, 05.10.78 (prototype), Фие.1 Phie.1
SU792843686A 1979-11-27 1979-11-27 Temperature gage SU838425A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792843686A SU838425A1 (en) 1979-11-27 1979-11-27 Temperature gage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792843686A SU838425A1 (en) 1979-11-27 1979-11-27 Temperature gage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU838425A1 true SU838425A1 (en) 1981-06-15

Family

ID=20860977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792843686A SU838425A1 (en) 1979-11-27 1979-11-27 Temperature gage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU838425A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3727454A (en) Ultrasonic systems for carrying out flow measurements in fluids
US3163843A (en) Liquid level indicator
US3473378A (en) Ultrasonic flowmeter system
SU838425A1 (en) Temperature gage
US3726129A (en) System for measuring the resonant frequency of a body
GB574819A (en) Apparatus for testing the density of fluids
Papadakis Traveling wave reflection methods for measuring ultrasonic attenuation and velocity in thin rods and wires
US2706906A (en) Modulus determining system
SU1652899A1 (en) Device for determining temperature dependence of material elasticity modulus
SU449326A1 (en) Ultrasonic Pulse Range Meter
SU892290A2 (en) Device for measuring sound absorbtion coefficient
FR2401410A1 (en) Central heating thermal output monitoring system - uses several groups of measuring probes and reference probes
RU166341U1 (en) ULTRASONIC SPEED METER AND LIQUID DENSITY
SU1357708A1 (en) Method of contactless measurement of flat article thickness
SU834674A1 (en) Device for monitoring process parameters
SU1566231A1 (en) Ultrasonic thermometer
SU1133587A2 (en) Device for adjusting temperature
SU849066A1 (en) Device for measuring ultrasound propagation rate
SU647554A1 (en) Temperature measuring device
SU761833A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness gauge
SU655902A1 (en) Frequency-type ultrasonic flowmeter
SU1343341A1 (en) Device for determining temperature dependence of elasticity modulus of materials
FR2412831A1 (en) Central heating thermal output monitoring system - uses several groups of measuring probes and reference probes
SU1114941A1 (en) Ultrasonic gas analyzer
RU2052768C1 (en) Ultrasonic distance meter