Спосіб контролю за розподілом температури за допомогою акустичного зондування

Винахід відноситься до вимірювальної техніки, а саме до способу контролю за температурою і може бути використане в системах температурного контролю в технологічних процесах виробництва, а також у техніці пожежної сигналізації. Найбільш близьким по сукупності ознак є спосіб [патент України №49219 A MПК7G08B17/10,G01K11, опубл. 16.09.2002 Бюл. №9], що містить трубчасту магістраль, що з однієї сторони заглушена і має в середині акустичні неоднорідності у виді кілець однакового діаметра, а до відкритого кінця приєднаний акустичний випромінювач-приймач, у якому є приставка, що здійснює підрахунок часу проходження акустичної хвилі між неоднорідностями, і яка має цифрову індикацію відхилення температури від середнього значення в зонах між неоднорідностями. Недоліком прототипу є залежність надійності й точності вимірів від температурних градієнтів, що виникають у повітряному середовищі внутрішнього простору труби під впливом зовнішніх змін температури. При достатній величині градієнта температури у вимірювальній системі можуть виникати збої, що складаються в тім, що прийомний пристрій реєструє луну-сигнал, відбитий не тільки від убудованих акустичних неоднорідностей, але і від температурного градієнта (чи декількох градієнтів), відстань до якого заздалегідь не відомо і не може бути відомо. Отже, вимірюваний час t між прийнятими відбитими сигналами не завжди буде відноситися до відстані L між вбудованими акустичними неоднорідностями, а це й означає, що у вимірювальному процесі відбувся збій. У тому випадку, якщо положення виниклого температурного градієнта попадає в область розташування вбудованої акустичної неоднорідності, відбитий сигнал від неоднорідності інтерферує з луною-сигналом від температурного градієнта. Отже, амплітуда сумарного відбитого сигналу і його тривалість будуть змінюватися в залежності від величини виниклого градієнта температури. Зміна цих величин приводить до помилки визначення моменту приходу відбитого сигналу і, отже, до помилки у визначенні часу t і далі, до помилки в розрахунку температури. Таким чином, захищеність вимірів від збоїв і точність методу виявляються залежними від величини градієнтів температури середовища, що контролюється. Технічною задачею цього винаходу є підвищення точності і надійності вимірів за рахунок виміру середнього значення температури на всій довжині звуковода по вимірі часу поширення акустичного сигналу від моменту випромінювання до моменту приходу сигналу, відбитого від заглушки і використання лун-сигналів, відбитих від температурних градієнтів на трасі поширення, якщо такі виникають, як покажчиків величини й місця розташування виниклого градієнта температури. Ця задача вирішена таким чином. У способі, що полягає в тім, що заглушена з однієї сторони труба, що прокладається в середовищі, що контролюється й у який акустичний імпульс випромінюється з відкритого кінця, відповідно до винаходу відсутні убудо вані акустичні неоднорідності, а для одержання розподілу температури уздовж труби вимірюється середня температура на всій довжині труби і параметри лун-сигналів від температурних градієнтів, якщо вони виникають, при цьому, якщо лун-сигналів від температурних градієнтів не спостерігається, то робиться висновок про те, що температура однакова уздовж усієї довжини труби і дорівнює обмірюваному середньому значенню. На Фіг.1 зображена схема способу контролю розподілу температури, приклади розподілів температури уздовж труби й епюри напруги лун-сигналів, що виникають у відповідних крапках дистанції труби. Спосіб здійснюється таким чином. У зоні, що контролюється прокладають трубчасту магістраль 1 із заглушкою 2 з однієї сторони. Звукову хвилю від акустичного випромінювача-приймача 3 випромінюють у трубчасту магістраль 1 з іншої сторони. Акустична хвиля частково відбивається від кожної зони зміни температури Т, причому величина відбитого сигналу пропорційна величині збільшення температури, віднесеної до половини довжини акустичної хвилі, а фаза приймає значення 0° чи 180° у залежності від знака збільшення температури відповідно "+" чи "-" на тім же інтервалі довжини, причому напруга лун-сигналів Ug, відбитих градієнтами й напруга лун-сигналів Uзг відбитих від заглушеного кінця фіксуються випромінювачемприймачем 3. Спосіб відображає середній градієнт температури на половині довжині хвилі. Практично використовувана частота заповнення зондувального імпульсу для труби внутрішнім діаметром 16мм складає 500гц, що при температурі 0°С дає довжину хвилі lзв = 66,1см, відкіля дистанція усереднення температурного градієнта D1 складає: D1 = lзв /2 чи D1 = 33,05см.