Счетчик атмосферных ионов
Патент 1795402
Авторы
Классы МПК
Счетчик атмосферных ионов
Иллюстрации
Реферат
Применение: изобретение относится к метеорологическим измерениям и может быть использовано при исследовании электричества атмосферы. Сущность изобретения: счетчик содержит электрометр, блок питания и измерительный конденсатор, внутренняя обкладка которого соединена со входом электрометра. Дополнительно в полости внутренней обкладки измерительного конденсатора расположен нагревательный элемент, соединенный одним выводом с блоком питания, а вторым выводом с коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двумя постоянными резисторами и потенциометром , а также первым терморезистором, установленным в полости внутренней обкладки, и вторым терморезистором, расположенным на внешней обкладке измерительного конденсатора. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 W 1/16
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОЛЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898733/10 (22) 02,01.91 (46) 15.02.93. Бюл, М 6 (71) Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им.Чаплыгина (72) А.С.Ковалюк и Ю.В,Парамзин (56) Авторское свидетельство СССР
М 212374, кл. G 01 W 1/16, 1966, (54) СЧЕТЧИК АТМОСФЕРНЫХ ИОНОВ (57) Применение: изобретение относится к метеорологическим измерениям и может быть. использовано при исследовании электричества атмосферы. Сущность изобретения: счетчик содержит электрометр, блок питания и измерительный конденсатор, Изобретение относится к области метеорологических измерений и может быть использовано при исследовании электричества атмосферы, Известен счетчик атмосферных ионов, содержащий измерительные конденсаторы, электрометр, устройство электрической защиты, блок управления и питания, Недостатком этого устройства является снижение точности измерений при работе в условиях низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха вследствие оседания на внутренней обкладке измерительного конденсатора гидрометеоров (изморозь, иней, и др.), Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является счетчик атмосферных ионов и электроаэрозолей, со„„Я.) ÄÄ 1795402 Al внутренняя обкладка которого соединена со входом электрометра. Дополнительно в полости внутренней обкладки измерительного конденсатора расположен нагревательный элемент, соединенный одним выводом с блоком питания, а вторым выводом с коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двумя постоянными резисторами и потенциометром, а также первым терморезистором, установленным в полости внутренней обкладки, и вторым терморезистором, расположенным на внешней обкладке измерительного конденсатора. 1 ил. держащий динамический электрометр, измерительный конденсатор, внутренняя обкладка которого соединена со входом электрометра, воздушный тракт и блок питания, которые за исключением воздушного тракта, окружены герметичным кожухом, снабженным устройством для автоматиче- Ф ского поддержания внутри него необходи- { мой температуры. К)
Недостатком рассмотренного устройства является снижение точности измерений при работе в условиях низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха, т.к. оседание гидрометеоров (изморозь, иней и др.) на внутренней обкладке измерительного конденсатора приводит к искажению результатов измерения, Целью изобретения является повышение точности измерений при работе в усло1795402 виях низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом счетчике атмосферных ионов, содержащем электрометр, блок питания и измерительный конденсатор с внешней обкладкой и внутренней обкладкой, образующей полость и соединенной со входом электрометра, введены нагревательный элемент с первым и вторым выводами и первый терморезистор, расположен н ые в полости внутрен ней обкладки измерительного конденсатора, второй терморезистор, расположенный на внешней обкладке измерительного конденсатора, транзисторный ключ, компаратор, два постоянных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводал и соединен соответственно с блоком питания и коллектором транзисторного ключа, змиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двумя постоянными резисторами, потенциометром, первым и вторым терморезисторами.
Вышеуказанное размещение элементов заявляемого счетчика атмосферных ионов с соответствующими связями между ними обеспечивает поддержание температуры поверхности внутренней обкладки измерительного конденсатора выше температуры атмосферного воздуха, что препятствует осаждению гидрометеоров на внутренней обкладке, а следовательно, повышается точность результатов измерения.
Отличительные признаки предлагаемого устройства, а именно: нагревательный элемент, терморезисторы, транзисторный ключ, компаратор, резисторы, потенциометр — порознь известны в технике. Однако при вышеназванном взаимодействии этих элементов, связи между ними и их взаимное расположение придают устройству в целом новое свойство: повышается точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха.
Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".
На чертеже показана структурная схема счетчика атмосферных ионов: 1 — внутренняя обкладка измерительного конденсатора, 2 — внешняя обкладка измерительного конденсатора, 3 — нагревательный элемент, 4, 5 — терморезисторы, 6 — блок управления, 7 — электромотор, 8 — блок питания, 9, 10— резисторы, 11 — потенциометр, 12 — компаратор, 13 — транзисторный ключ, Счетчик атмосферных ионов содержит измерительный конденсатор, имеющий внутреннюю цилиндрическую обкладку 1, коаксиально расположенную по отношению к внешней цилиндрической обкладке 2.
Внутренняя обкладка 1 соединена со входом электрометра 7, а внешняя обкладка 2 соединена с блоком питания 8, который также соединен с электрометром 7 и блоком
"0 управления 6. B полости внутренней обкладки 1 расположены нагревательный элемент 3 и терморезистор 4, а на внешней обкладке 2 расположен терморезистор 5, которые coBMBGTHo с блоком управления 6 составляют устройство терморегулирования, Терморезисторы 4 и 5 совместно с резисторами 9 и 10 и потенциометром 11 образуют измерительный мост, подключенный к блоку питания 8, Нагревательный эле20 мент 3 соединен одним выводом с блоком питания 8, а вторым выводом — с коллектором транзисторного ключа 18, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора 12, Входы компаратора 12 подключены в диагональ измерительного моста.
Электрометр 7 представляет собой, например,.серийно выпускаемый электрометрический усилитель типа У5-11. Блок
30 питания 8 вырабатывает напряжения, необходимые для работы всех узлов счетчика и выполнен, например, на базе стабилизаторов компенсационного типа. Нагревательный элемент 3 может быть выполнен в виде
35 спирали, намотанной на керамический стержень. Терморезисторы 4 и 5 использованы типа MMT-1, B качестве компаратора 12 может быть использована микросхема
К554САЗ, транзистора 13 — транзистор КТ
40 972 Б, резисторов 9 и 10 — резисторы типа
МЛТ вЂ” 0,125, потенциометра 11 — потенциометр типа СП3-6.
Счетчик атмосферных ионов работает следующим образом.
45 При прохождении воздушного потока через измерительный конденсатор, ионы, содержащиеся в воздухе, осаждаются по внутренней обкладке 1. Во входной цепи электрометра 7 возникает ток, сила которого пропорциональна концентрации аэроионов, При уменьшении температуры окружающего воздуха уменьшается сопротивление терморезистора 5, повышается потенциал
55 неинвертирующего входа компаратора 12.
Компаратор 12 срабатывает, подключая нагревательный элемент 3 к блоку питания 8.
Внутренняя обкладка 1 измерительного конденсатора нагревается до тех пор, пока сопротивление терморезистора 4 не будет
1795402 пом. повысить точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха за счет управляемого нагрева внутреннего электрода измери5 тельного конденсатора, обеспечивающего исключение погрешности измерений, вызванной оседанием гидрометеоров на внутренней обкладке измерительного конденсатора, что имеет место в устройст10 ве-прототипе, 15
Формула изобретения
Счетчик атмосферных ионов, содержащий электрометр, блок питания и измерительный конденсатор с внешней обкладкой и внутренней обкладкой, образующей по-. лость и соединенной с входом электрометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при работе в условиях низких температур и повышенной влажности, в него введены нагревательный элемент с первым и вторым выводами и первый терморезистор, расположенные в полости внутренней обкладки измерительного конг
Составитель А.Ковалюк
Техред М.Моргентал Корректор М,Керецман
Редактор Т.Иванова
Заказ 428 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 превышать сопротивление терморезистора
5 на величину уставки. заданную потенциометром 11.
Таким образом, температура внутренней обкладки 1 будет поддерживаться на (2 — 3) С выше температуры окружающего воздухА, что исключает оседание гидрометеоров на ее поверхности.
Предлагаемый счетчик атмосферных ионов позволяет, по сравнению с прототиденсатора, второй термореэистор, расположенный на внешней обкладке измерительного конденсатора, транзисторный ключ, компаратор, два постоянных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводами соединен соответственно с блоком питания и коллектором транзисторного ключа, змиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованногодвумя постоянными резисторами, потенциометром. первым и вторым термореэисторами.
5 4