×
02.03.2020
220.018.07d1

СВЧ - мостовой измеритель температуры

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002715496
Дата охранного документа
28.02.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам для измерения температуры и может применяться в различных областях техники. Заявлен СВЧ - мостовой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, усилитель и первый источник питания, введены первый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, третий СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, четвертый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй источник питания, измеритель разности частот и частотомер. Причем вводы питания первого, второго, третьего и четвертого СВЧ-генераторов подключены к первому источнику питания, варактор третьего СВЧ-генератора подключен ко второму источнику питания, термопреобразователь через усилитель соединен с варактором четвертого СВЧ-генератора, вывод энергии третьего СВЧ-генератора соединен с первым входом измерителя разности частот и входом частотомера, вывод энергии четвертого СВЧ-генератора подключен ко второму входу измерителя разности частот, выход которого является выходом устройства. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры и может применяться в различных областях техники.

Известно устройство, реализующее способ терморезистивного измерения температуры (см. RU 2198384 С2, 10.02.2003), содержащее катушку индуктивности (индуктор), находящейся вблизи проводящей поверхности исследуемого объекта (с зазором между катушкой и поверхностью исследуемого объекта), источник питания переменным током частотой. Согласно данному техническому решению, катушка индуктивности в этом случае, с точки зрения электротехники, представляется как воздушный трансформатор первичной и вторичной обмотками, имеющими активные и индуктивные сопротивления. Подача в катушку переменного тока с частотой, обеспечивает проникновение электромагнитной волны в металлическую стенку объекта на глубину, равную или меньшую толщины стенки объекта. После этого измеряют активное сопротивление катушки при известной температуре объекта и при искомой температуре. Затем по преобразованию измеренных активных сопротивлений при известной и искомой температуре, коэффициента сопротивления материала объекта измерения, известной температуры объекта и сопротивления катушки до помещения ее рядом с объектом измерения, вычисляют искомую температуру.

Недостатком этого известного технического решения является невысокая точность измерения из-за изменений активных сопротивлений в зависимости от температуры окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, является принятое автором за прототип устройство для измерения температуры (см. RU 2190198 С2, 09.04.2001). Данное устройство содержит термопреобразователь сопротивления с тремя линиями связи, измерительный усилитель с двумя входами, формирователь тока, включающий операционный усилитель с токозадающим резистором и источником питания, резистор установки нуля, задатчик тока, цифроаналоговый преобразователь и сумматор. Суть работы устройства заключается в том, что формирователем тока создает в линии связи ток, протекающий через термопреобразователь сопротивления и резистор установки нуля. При этом величина этого тока определяется напряжением источника питания и сопротивлением токозадающего резистора. В результате на входах измерительного усилителя формируются напряжения, связанные с сопротивлением термрпреобразователя сопротивления при начальной температуре и сопротивлением термопреобразователя, вызванном изменением (отклонением) температуры от начальной, сопротивлениями линии связи и сопротивлением резистора установки нуля. В итоге на выходе усилителя получают напряжение, которое при определенных условиях, дает возможность вычислить изменение сопротивления термопреобразователя, т.е. определить измеряемую температуру.

К недостатку этого устройства можно отнести температурную погрешность, связанную с изменением сопротивлений линии связи из-за колебания температуры окружающей среды.

Техническим результатом данного устройства является повышение точности измерения температуры.

Технический результат достигается тем, что в СВЧ - мостовой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, усилитель и первый источник питания, введены первый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, третий СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, четвертый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй источник питания, измеритель разности частот и частотомер, причем вводы питания первого, второго, третьего и четвертого СВЧ-генераторов подключены к первому источнику питания, варактор третьего СВЧ-генератора подключен ко второму источнику питания, термопреобразователь через усилитель соединен с варактором четвертого СВЧ-генератора, вывод энергии третьего СВЧ-генератора соединен с первым входом измерителя разности частот и входом частотомера, вывод энергии четвертого СВЧ-генератора подключен ко второму входу измерителя разности частот, выход которого является выходом устройства.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что благодаря СВЧ-мосту, вычисление частоты перестраиваемого по частоте СВЧ-генератора в зависимости от изменения температуры контролируемого объекта, дает возможность измерить искомую температуру.

Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить задачу измерения температуры, на основе вычисления частоты перестраиваемого по частоте СВЧ-генератора в зависимости от изменения температуры контролируемого объекта с желаемым техническим результатом, т.е. повышением точности измерения.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый источник питания 1, первый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты 2, второй СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты 3, третий СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты 4, четвертый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты 5, второй источник питания 6, термопреобразователь 7, усилитель 8, измеритель разности частот 9 и частотомер 10.

Устройство работает следующим образом. В основе работы предлагаемого устройства лежит мостовой метод измерения физических величин. Согласно предлагаемому устройству на базе четырех 2, 3, 4 и 5 СВЧ-генераторов с варакторной перестройкой частоты, строят измерительный мост. В одну из двух диагоналей моста включают первый источник питания 1 (осуществление электрического питания генераторов). Варактор третьего СВЧ-генератора 4, соединяют со вторым источником питания 6, а варактор четвертого СВЧ-генератора 5 - с выходом усилителя 8. Кроме того, выводы энергии третьего СВЧ-генератора и четвертого СВЧ-генератора, соединяют с первым и вторым входами измерителя разности частот 9 соответственно. Дополнительно вывод энергии третьего СВЧ-генератора соединяют с входом частотомера 10.

С помощью первого источника питания осуществляют питание всех четырех СВЧ-генераторов одновременно (ввод питания генераторных диодов). После этого на выводах энергии всех генераторов устанавливают электромагнитные колебания равными частотами и мощностями (вводы питания варакторов всех генераторов отключены). Далее выходной сигнал (информационный сигнал об искомом параметре) термопреобразователя 7, например, термоЭДС термопары, падают на вход усилителя 8. После усиления информационного сигнала о температуре в последнем, он поступает на варактор (ввод питания варактора) четвертого СВЧ-генератора. В силу этого четвертый СВЧ-генератор перестраивается по частоте, возрастает его частота. Другими словами частотный баланс СВЧ-моста нарушается. В данном случае для уравновешивания моста, на варактор (ввод питания варактора) третьего СВЧ-генератора, со второго источника питания, подают напряжение. Благодаря этому, третий СВЧ-генератор тоже перестраивается по частоте, т.е. его частота также становится больше, чем при отключенном состоянии его варактора. Для фиксации процесса уравновешения данного частотного моста, электромагнитные колебания третьего СВЧ-генератора и четвертого СВЧ-генератора (выводы энергии), подают на первый и второй входы измерителя разности частот соответственно. Здесь при равенстве поступивших на входы измерителя разности частот сигналов по частоте, обусловливает на его выходе нулевой сигнал. В данном случае, так как в зависимости от характера изменения температуры, сначала перестраивается по частоте (уменьшение или возрастание частоты) четвертый СВЧ-генератора, то слежение за изменением сигнала (сигнал нулевой частоты) на выходе измерителя разности частот с последующей перестройкой частоты третьего СВЧ-генератора (увеличение или уменьшение частоты благодаря изменению выходного напряжения второго источника питания), даст возможность во всех случаях, обеспечить нулевой сигнал по частоте, т.е. добиться уравновешивания СВЧ-моста.

При уравновешивании СВЧ-моста (мост сбалансирован), частотомером 10 измеряется частота третьего СВЧ-генератора (вывод энергии) и потом по формуле вычисляется искомое значение температуры

f4=f2⋅f3/f1,

где f1, f3 - частоты колебаний первого и второго СЧВ - генераторов соответственно (варакторы отключены), f2 - частота колебаний третьего СВЧ-генератора при его варакторной перестройке, f4 - частота колебаний четвертого СВЧ-генератора при его варакторной перестройке из-за изменения температуры контролируемого объекта.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении, при равновесии СВЧ-моста, вычисление частоты перестраиваемого по частоте СВЧ-генератора в зависимости от изменения температуры контролируемого объекта, дает возможность, повысит точность измерения температуры.

В данном мостовом измерителе в качестве СВЧ-генераторов могут быть использованы лавинно-пролетные генераторы (ГЛПД - 2).

Предлагаемый мост помимо измерения температуры успешно может быть использован и для измерения других физических величин, например, тока и напряжения. Кроме того, одним из преимуществ данного СВЧ-моста по сравнению прототипа, является возможность передачи информационного сигнала (частоты) дистанционно на расстояние.

СВЧ - мостовой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, усилитель и первый источник питания, отличающийся тем, что в него введены первый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, третий СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, четвертый СВЧ-генератор с варакторной перестройкой частоты, второй источник питания, измеритель разности частот и частотомер, причем вводы питания первого, второго, третьего и четвертого СВЧ-генераторов подключены к первому источнику питания, варактор третьего СВЧ-генератора подключен ко второму источнику питания, термопреобразователь через усилитель соединен с варактором четвертого СВЧ-генератора, вывод энергии третьего СВЧ-генератора соединен с первым входом измерителя разности частот и входом частотомера, вывод энергии четвертого СВЧ-генератора подключен ко второму входу измерителя разности частот, выход которого является выходом устройства.
СВЧ - мостовой измеритель температуры
СВЧ - мостовой измеритель температуры
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 276.
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.892a

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500796
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.892b

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500797
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.01.2014
№216.012.9880

Устройство для определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагаемое устройство определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504739
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9881

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504740
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.98dc

Устройство для оценки и сравнения эффективности функционирования однотипных организаций, учитывающее взаимодействие с другими уровнями структуры

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки функционирования однотипных организаций с целью выработки рекомендаций по улучшению качества их работы. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет учета взаимодействия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504831
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.02.2014
№216.012.a150

Фонтан с вращающимися или "пляшущими" струями

Изобретение относится к гидротехническим устройствам, а именно к фонтанам, в том числе к декоративным и демонстративным, в которых изменяется характер струи. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, путем создания разновидностей струй, пляшущих под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507011
Дата охранного документа: 20.02.2014
Показаны записи 1-10 из 14.
03.03.2019
№219.016.d248

Цифровой измеритель электрического тока

Предлагаемое изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Сущность заявленного решения заключается в том, что в цифровой измеритель электрического тока, содержащий первичный преобразователь в виде неподвижной катушки и подвижной катушки, расположенной на оси, регистратор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680988
Дата охранного документа: 01.03.2019
11.04.2019
№219.017.0b37

Способ определения напряженности магнитного поля

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Способ определения напряженности магнитного поля, при котором помещают в магнитное поле микроволновый резонатор и возбуждают в резонаторе электромагнитные колебания, резонатор выполняют из ферримагнитного материала, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684446
Дата охранного документа: 09.04.2019
29.04.2019
№219.017.3e20

Сверхвысокочастотный измеритель электрических величин

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в измерительной технике для измерения токов и напряжений. Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в сверхвысокочастотный измеритель электрических величин, содержащий источник переменного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686452
Дата охранного документа: 25.04.2019
10.05.2019
№219.017.5150

Способ удаления гололеда с проводов линии электропередачи

Использование: в области электроэнергетики для защиты проводов линии электропередачи от гололеда. Технический результат - упрощение процесса нагрева проводов линии электропередачи теплотой. Способ удаления гололеда с проводов линии электропередачи включает нагрев проводов линии электропередачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687247
Дата охранного документа: 08.05.2019
17.05.2019
№219.017.5332

Устройство для измерения плотности бурового раствора в легкосплавленной бурильной трубе

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения плотности и других физических параметров бурового раствора непосредственно в процессе бурения скважин. Техническим результатом является упрощение процедуры измерения плотности бурового раствора. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687710
Дата охранного документа: 15.05.2019
20.06.2019
№219.017.8c9a

Устройство для дистанционного отключения поврежденного участка электрической цепи

Использование: в области электротехники и электроэнергетики для управления электрическими сетями при аварийных ситуациях. Техническим результатом является повышение надежности функционирования отключающего аппарата и упрощение процедуры его воздействия на исполнительный механизм. Устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691738
Дата охранного документа: 18.06.2019
21.11.2019
№219.017.e413

Автоподстроечный способ измерения малого значения уровня вещества

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение процедуры измерения уровня вещества. Технический результат достигается тем, что в автоподстроечном способе измерения малого значения уровня вещества, включающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706453
Дата охранного документа: 19.11.2019
21.11.2019
№219.017.e47d

Устройство для определения содержания воды в потоке нефтепродукта

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Предложено устройство для определения содержания воды в потоке нефтепродукта, включающее отрезок трубы, усилитель и первичный преобразователь. Также введены источник переменного тока, регистратор и термопара, контактирующая с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706451
Дата охранного документа: 19.11.2019
14.12.2019
№219.017.edc3

Устройство для измерения высоких давлений газообразных сред

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения высоких давлений газообразных и жидких сред в трубопроводах. Сущность заявленного решения заключается в том, что устройство для измерения высоких давлений газообразных сред содержит чувствительный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708938
Дата охранного документа: 12.12.2019
15.07.2020
№220.018.3295

Устройство для диагностики состояния высоковольтных изоляторов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для дистанционного контроля рабочего состояния высоковольтных изоляторов. Технический результат: упрощение процесса диагностики. Сущность: устройство для диагностики состояния высоковольтных изоляторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726305
Дата охранного документа: 13.07.2020
+ добавить свой РИД