Дослідження акустичних методів вимірювання температури в рідинах
No Thumbnail Available
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Видавництво Львівської політехніки
Abstract
Досліджено можливість вимірювань температури у воді із застосуванням двох акустичних
методів: ехо-пульс і часоімпульсного. Для проведення вимірювань використано потоковий
канал, через який пропускали воду, температура якої змінювалась і вимірювалась
з використанням ультразвукових сенсорів. Встановлено залежність температури води
від параметрів ультразвукового сигналу. Проведені дослідження показали, як саме
змінюється швидкість звуку у воді зі зміною температури у ній. Наведено графік отриманого
сигналу зі зміною температури від 10 °С до 60 °С.
Исследована возможность измерений температуры в воде с использованием двух акустических
методов: эхо-пульс и время-импульсного. Для проведения измерений использовано потоковый
канал, через который пропускали воду, температура которой изменялась и измерялась
с использованием ультразвуковых сенсоров. Выявлено зависимость между амплитудой
и временем ультразвукового сигнала. Проведенные испытания показали, как именно изменяется
скорость звука в воде с изменением температуры в ней. Представлено график полученного сигнала
с изменением температуры от 10 °С до 60 °С.
In this work the subject of the research is the average temperature of liquids by using two acoustic methods:
echo-pulse method and time-pulse method. For conducting the measurements the flow channel is used, through
which water was passed, the temperature of which has changed and which must be measured. For the
temperature measurements ultrasonic sensors are used, which are fixed on both sides of the current channel. The calculation of the special design of the mounting is made and the ultrasonic sensors are chosen. The size
estimation of the glass coupling rod is made, based on the average temperature of the glass cylinder, thermal
resistance, cylindrical glass square.The block diagram is presented for measuring the passage time of the
ultrasonic signal in the measuring channel, according to which the transmitter and receiver are in direct
contact with the pipe. For better contact ultrasonic gel was used. In addition, the oscilloscope to measure audio
signals and device for generating acoustic pulses and their measurement using echo-pulse method are used. The
results of studies using the echo pulse and the time-pulse methods are presented. The first measurement of the
echo-pulse method was performed using the ultrasonic sensor on the pipe when the flow of water is active and
the temperature of the water in the thermostat is fixed in the range from +10 C to 60 °C. The second dimension
using this method is conducted when the flow of water is inactive in conditions of the same temperatures. The
obtained results of measurements using the time-pulse method with an oscilloscope and an exemplary device
when the temperature changes from 20 °C to 60 °C in increment of 10 are presented. The graphs of the
dependencies obtained for all investigated temperatures are depicted. It is revealed that the current times of the
sound pulses with increasing temperature are short. The chart is moved to the left. The signal on the
oscilloscope screen in conditions of 60 °C is received. The first channel shows the audio signal acquiring with
an exemplary device. The second channel shows the measuring signal. The next measurement is made with a
glass cylinder, which is placed between the pipe and the ultrasonic sensor. The results of measurements using a
glass cylinder in the temperature range from 20 °C to 60 °C are presented. The results of the carried out
measurements show how the amplitude of the ultrasonic signals with a signal change is modified. Having this
change it is possible to find the temperature which is needed to be determined. By using oscilloscope the
dependence between amplitude and time of the ultrasonic signal is revealed. Studies have shown in which way
the sound speed in water is changing with its internal temperature change.
Description
Keywords
Citation
Петровська І. Дослідження акустичних методів вимірювання температури в рідинах / Ірина Петровська, Роман Івах, Анастасія Сопрунюк // Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник / відповідальний редактор Б. І. Стадник. – Львів : Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2015. – Випуск 76. – С. 53–58. – Бібліографія: 10 назв.