Аспирационный счетчик ионов

Аспирационный счетчик ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ю1«G 01»«» 2 /62

А.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 935780 (21) 3351176/18-25 (22) 30.10.81 (46) 30,09.83 ° Бюл. N 36 (72) 8.Н.Блинов, В.А.Носенко и А.8,йолух (53) 537.534.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NÃ 935780, кл. G 01 N 27/62, 1980 (прототип). (54)(57) АСПИРАЦИОННЫй СЧЕТЧИК ИаНО8 по авт.св. N" 935780, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения в устройство дополнительно введены блок управле.ния, регулируемый источник напряжения, два блока обработки выходных сигналов, каждый из которых содержит коммутатор, три устройства выборки-хранения и два разностных устройства, измерительный конденсатор снабжен вторым и третьим внутренними электрода:»и и oторым внешним электродом„ причем управляю. щий вход регулируе»»ОГО источн II<2 на пряжения соединен с в;ходом блока и"

pBBJleHviJI, а выход подключен к тре-.:. - -.." му внутреннему элек-:роду измери-, гл :-.,и ."

rO КОНДЕНСатОРа, ВтОРОй ВНУтРЕНН::;:". электрод к»второго сое 1инен с в1»: .!!

BHBIIIHI»M электродом и с Обшей шиной при этом в ка»(до«блс .ке Об рабе : к: ходных сигналов вход»=: устройств

Gap Yv — хра» IBIIviJI под кл;зчены»:.; cd» вуюшлм выходам :o;f«;óтатора, соедлнень» с вхсдами оа:„. H,,остных ус-:ройств. приче;. а;;.;Од .-»ервого J„:-- -ро:.":-ства выборки-хранения соединен с I.;:0" дами обсих разнсстных устройств, второго - с входом первого разностного устройства, третьего -с входом второго разностного устройства. а вход коммутатора соединен с выхсдами уси лителя и блок

Изобретение относится к приборам для измерения электрических параметров газов и газовых смесей и может быть применено для измерения полярной объемной плотности заряда легких ионов и полярной электропроводности атмогферного воздуха.

По основному авт. св, 8 935780 известен аспирационный счетчик ионов, содержащий воздуходувку, соединенную 10 через регулятор с измерительным конденсатором, источник напряжения, два

1электрометрических усилителя, вход одного из которых соединен с внешним, Второго с внутренним электродами иs:iåãp,ï ельного конденсатора, масштаб нй ус Г1итель, запоминающее устройстЛО ;J1Þ×,S И ИЗМЕРИТЕЛЬ QTHOlllB ! И;1 ! ! -..дос Гат ком известного устройства 20 яв,1лется и 1зкая точность измерения.

Зто ОбуспoBnPHo необходимостью при

0nОеделении объемной плотности заряд;- 1101,<их ио 10В и полярной проводимости каждого знака выполнять три раз-25 несенных на достаточное для исключения Влияния перехс1дных процессов Вре мя:.змерения to«OB 3J1B«òpoäoâ счетика при трех зна <ениях напряжения, Г:Од,иаеi.;îãî на измерительный конденс;-:1op, В услОВилх реальной неста

L,;:0l-l-,1ной запыленной атмосферы это мо::<вт Г;риводить к "-начительным расхожде;- и11м между результатами измере ;.,сй-..твительными значениями изЗРНОНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН.

35 ,,з:1ь изобретения - повышение точ, ОСТ!: ИЗМЕРЕHÈß, I c cl вал енн ая Цел ь дОсти гает сл тем -; т i );3 а с и и р а U, и О н и ы Й с. ч F! т ч и к и О H О В дополнительно введены блок управлеHI,ÿ, pc l уГ!ируемый истО -!Hi4«напря)ке ния „два бnaка .06pаботки выходнь х

cMГ наГ108 каждыи из котОрых сОдер жит коммутатор, три устройства Вы45 бооки-хранения и два разностных устройства„ измерительный конденсатор снаГ»:,ен .!ор..м и третьим Внутренними згектро!.;Вни и Вторым внешним электродом, 1.;:.1-låì управля1зщий вход регулируемого источника напряжения соединен аьходом блока управления, а

Выход годключен к третьему внутреннему эл=ктроду измерительного конден;.,:: ГОГ;а,, Вiо.рой Внутренний электрод соединен с Вторым внешним

;:л:.:.«тродо,;I с общей шиной, при этом

:<.1ждом блоке Обработки Выходных сигнало..; Входы устройства выборкихранения подключены «соответствующим выходам коммутатора, а выходы соединены с входами разнастных устройств, причем выход первого устройства выбарки-хранения соединен с входами обоих разностных устройств, второгос входом первого разностного устройства, третьего - с входом второго разностного устройства, а с выходами усилителя и блока управления соединен вход коммутатора.

На фиг,1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимости аппаратной функции счетчика от подвижности ионов, Аспирационный счетчик ионов содержит измерительный конденсатор 1, регулятор 2 расхода с воздуходувкой

3, электрометрические усилители 4 и источник 6 напряжения, регулируемый источник 7 напряжения, ключи 8 и

9, измеритель 10 отношения, запоминающее устройство 11, масштабный усилитель 12, коммутатор 13, устройство

14 выборки-хранения, разностное устройства 15 и 1б, устройства 17 и 18

Выборки-хранения, блок 19 управления.

Измерительный конденсатор 1 содержит внутренний измерительный электрод 20, внешний измерительный электрод 20, внутренний измерительный электрод 21, внешний измерительный ный электрод 21, внутренний электрод-модулятор 22, На фиг.2 а-в представлены соответственно зависимость G(K, К ) npv

U>=0, U„=const; зависимости 23 G(К,К„) при V <=canst и С,,t:=С / и J<

CzI<;g

y + (К) = 0 при I()r К< сООтВетст венно; зависимости 24 G(K, К„) при

Ц =0, Ц„ =const; осредненные зависимости 25 G(К, К ).

Счетчик работает следующим образом.

Воздуходувка 3 прокачивает исследуемый воздух через измерительный конденсатор 1 и регулятор 2 объемного расхода воздуха с определенной постоянной объемной скоростью 0, На внутренний измерительный электрод 20 конденсатора 1, образующий с внешним измерительным электродом 20 " конденсатор емкостью С, постоянно подано от источника 6 напряжение U, определяк1щее значение гредельной подвижности КО,1 ---с Я/CU, для измерительных электродов конденсатора, Значение напряжения 0,1 выбирают таким, чтобы

Э 10451 для легких ионов по конденсатору С был обеспечен режим тока насыщения, е. KO„=K „ " G=! где K „„мини мальная подвижность легких ионов;

G - аппаратная функция счетчика по конденсатору С,/ (фиг,2а) . На внутренний электрод-модулятор 2? конденсатора 1, образующий с внешним электродом 2 предварительный конденсатор емкостью С, от регулируемого !О источника 7 напряжения через равные промежутки времени по .команде блока 19 управления подается напряжение амплитудой соответственно U, U, U .

Причем О,=О, а полярность 1!+ и U+ !5

I совпадает с полярностью напряжения

Амплитуда напряжения U > определена соотношением C U = С U, а ,амплитуда напряжения Ug — условием: и+ (К) = 0 при К)/ Ко, где + (К) — 20 спектральная плотност ь заряда легких

Е/ ионов; Ко = - предельная подвижс,к„ ность по конденсатору С

В этом случае аппаратная функция счетчика при осреднении по первому и второму промежуткам времени имеет вид аппаратной функции счетчика Имянитова с предельными подвижностями

К „и 0,5К „(фиг,2б); а при осреднейии по первому и третьему промежуткам - вид усеченной ветви провов димости аппаратной функции интегрального счетчика с точкой перегиба по оси подвижностей К = Ко и точкой от-35 сечки с координатой K=0,75K „, (фиг.2в1

В первый промежуток времени /первый такт, когда 1./ -0 через время определяемое переходными процессами в конденсаторе 1 из-за переключения напряжения на С2 с "4 на И2, блок

19 управления выдает команду на соединение входов коммутаторов 13 и 13 через их первые выходы с входами устройства 14 и 14 выборки-хранения.

Выходной ток электрода 20 конденсатора 1, значение которого определено всеми ионами, осевшими на этот электрод, поступает на вход усилителя 4, преобразуется в нем и с его вы- 5О хода через коммутатор 13 поступает

I на вход устройства !4 выборки-хранения, с выхода которого поступает на первые входы разностных устройств 15 и 16, В то же время выходной ток 55 электрода 20 конденсатора 1, значение которого определяется всеми осевшими на него ионами через усилители

06 ф

5 и 12 и коммутатор 13, поступает на вход устройства 14 выборки-хранения, с выхода которого подается на первые входы разностных устройств 15 и 16.

В начальный момент второго такта по командам блока 19 управления входы коммутаторов 13 и 13 отсоединяются ( от выходов и напряжение на конденсаторе С, подаваемое от источника 7 напряжения, изменяется с,2на U ..

Через время Г, определяемое переходными процессами в конденсаторе 1 из-за изменения напряжения на С, по команде блока 19 управления входы коммутаторов 13 и 13/ через их вторые выходы соединяются с входами устройств

17 и 17 выборки-хранения. Выходной

/ ,ток электрода 20, значение которого определяется ионами с подвижностью

К вЂ” Ко /, осевшими на этот электрод

f через усилитель 4, коммутатор 13 и устройство 17 вь!борки-хранения

f поступает на второй вход разностного устройства 15 .

Одновременно выходной ток электрода 20, значение которого определяется ионами той же подвижности, но другого знака, осевшими на этот электрод через усили гели 5 и 12, коммутатор 13 и устройство 17 выборкихранения, поступает на второй вход разностного устройства 15, B на альный моме/т третьего такта

/ коммутаторы 13 и 13 по команде блока 19 управления отсоединяют каждый свой вход от своего второго выхода, а источник 7 напряжения по следующей команде блока 19 управления изменяет напряжение на конденсаторе

С. с (/ на 1Ц . Через время /.. по команде 1лока 19 управления происходит соединение входов коммутаторов 13 и

13 через их третьи входы с входами устройства выборки-хранения, соответственно 18 и 1Ы . Выходной ток электрода 20 конденсатора через усилитель 4 и коммутатор l3 поступает на вход устройства 18 выборкихранения, с выхода которого поступает на второй вход разностного устройст/ ва 16 . Выходной ток электрода 20 через усилители 5 и 12, коммутатор 13 и устройство 18 выборки-хранения поступает на второй вход разностного устройства 16.

Сигнал с выхода разностного устройства 15 представляет собой разность значений тока электрода 20, полученным в первом и втором циклах, приве1045106 в

Составитель В.Немцев

Редактор А,Власенко Техред А. Ач Корректор В.Гирняк

Заказ 7541/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4