b. Sơ đồ đo
2.8. Cảm biến siêu âm nhiệt độ
+ Dùng phơng pháp âm thanh để đo nhiệt độ tại khu vực có nhiệt độ thấp, vùng có mức bức xạ cao, hoặc khu vực hoàn toàn kín không tiện bố trí bộ cảm biến.
+ Nguyên lý: Dựa trên quan hệ giữa nhiệt độ và mỗi trờng truyền âm. Trong không khí khô, ở áp suất khí quyển thì quan hệ giữa vận tốc truyền âm và nhiệt độ. 331,5 273,15 T C = m/s (2.51) C: Vận tốc truyền âm T: Nhiệt độ tuyệt đối
+ Cấu tạo: Gồm máy phát siêu âm, máy thu siêu âm, ống kính cha khí khô.
Máy phát và máy thu siêu âm là các tấm gốm áp điện và có liên hệ về âm thanh qua ống chứa chủ yếu là không khí khô.
Sơ đồ cấu tạo:
Hình 2.18. Bộ cảm biến siêu âm nhiệt độ
+ Hoạt động:
Đồng hồ tần số thấp (phần 100Hz) khởi động máy phát siêu âm và máy thu. Tinh thể áp điện dao động truyền sóng siêu âm dọc theo ống.
Tinh thể thu sóng tới bề mặt của nó và biến đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu này khuếch đại tới mạch điều khiển. Mạch điều khiển tính toán tốc độ truyền âm trong ống và dựa theo quan hệ (2.51) để xác định nhiệt độ.
Khi sử dụng ống cần chú ý tránh cho ống bị biến dạng cơ học và tổn hai nhiệt trong các điều kiện môi trờng bên ngoài.
Ta có bảng tóm tắt phạm vi hoạt động của các bộ cảm biến nhiệt nh hình 2.
Với các ký hiệu:
Cặp nhiệt loại B: Platin - Ro đi (30%)/ Ptatin rođi (6%) S: Platin - Ro đi (10%)/ Ptatin
R: Platin - Ro đi (13%)/ Ptatin K: Chrome/ Alumen
T: Đồng/ Contantan f: Sắt/ Constantan
000
Kiểu cảm biến nhiệt
Nhiệt độ đo đợc; oC
Nhiệt độ đo chuẩn; oC
Vùng làm việc; oC
Min Max Min Max -200 0 1000 2000
Tiếp xúc + Nhiệt kế thuỷ tinh (chất lỏng trong bình kín)
Nhiệt kế thuỷ ngân -55 650 -35 350 Nhiệt kế chất lỏng hữu cơ -200 200 -10 200 + Nhiệt kế bimetan -50 500 -50 500 + Nhiệt kế kiểu áp suất
áp suất chất lỏng -30 500 -30 400 áp suất hơi nớc -20 350 20 350 + Cảm biến điện trở silic -50 120
+ Cảm biến điện trở platin -200 800 -180 500 + Nhiệt điện trở -50 300 -50 200 + Cặp nhiệt Kiểu B 0 1700 200 1550 Kiểu S 0 1600 200 1400 Kiểu R 0 1600 200 1400 Kiểu K -200 1200 0 1000 Kiểu E -200 800 -180 700 Kiểu f -200 800 -180 700 Kiểu T -200 350 -180 300
Không tiếp xúc + Hoả kế quang học 700 3000 + Hoả kế quang điện -50 4000