Измеритель концентрации аэрозоли

Измеритель концентрации аэрозоли

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

"697899 (61) Дополнительное к авт. саид-ву—

I (22) Заявлено 270378(21) 2595037/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 15.11.79 Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 18.1 1.79

{51)М; Кл.

С 01 И 27/22

С 01 Ы 15/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 543,275.3 (088 ° 8) {72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя В.В. Бачериков, С.Я. Новиков, Б.М. Степанов и Г.Н. Чеков (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛИ

Изобретение относится к измери- тельной технике и может испольэонаться для измерения концентрации аэрозоли при быстрых ее изменениях.

Известно устройство, в котором измеряют диэлектрические и дилатометрические константы вещества путем непрерывного сравнения измерительной емкости с эталонной емкостью, входящей в состав емкостного моста, при нагревании. Устройство содержит измерительную емкость, измерительный емкостный мост, электронный регулятор температуры и регистратор (1).

Основной недостаток — указанного устройства невозможность измерения диэлектрических и дилатометрических констант при быстроизменяющихся концентрациях аэрозоли, что связано с инерционность|о процесса нагрева вещества и необходимым временем сравнения с эталонной емкостью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее генератор высокой частоты (ГВЧ), соединенный с резонансным контуром, емкость контура является первичным преобразователем.

Контур связан с фаэовым детектором, .на второй вход которого подается сиг-ЗО нал с ГВЧ. Выход ГВЧ соединен с ре гистрирующим прибором (2) °

Основной недостаток устройства— инерционность, что приводит к невозможности измерять быстроизменяющиеся концентрации аэрозоли. Инерционность объясняется наличием в измерительном контуре индуктивности и емкости, представляющих собой резонансный колебательный контур, настроенный на частоту ГВЧ. При быстроиэменяющейся концентрации аэрозоли процесс в измерительном контуре не успевает установиться, т.е. измерить концентрацию аэрозоли в этом случае невозможно.

Цель изобретения — создание измерителя концентрации, аэрозоли с возможностью измерения быстроизменяющейся концентрации аэрозоли.

Указанная цель достигается тем, что н измеритель внедены источник опорного напряжения, дна трансформатора тока, высокоомный двухтактный усилитель, корректирующий усилитель, режекторный фильтр, интегратор, причем каждая из обкладок емкостного первичного преобразователя соединена с соответстнующим полюсом источника опорного напряжения через первичную

697899

45 обмотку трансформатора тока, вторичные обмотки трансформаторов соединены са входом высокоомного двухтактного усилителя, а его выход подключен ко входу корректирующего усилителя, выход которого подключен ко входу режекторнога фильтра, выход которого соединен со входом интегратора и одним из входов регистратора, а выходс другим входом регистратора.

На чертеже изображена блок-схема. предлагаемого измерителя концентрации аэрозоли.

Устройство содержит емкостный первичный преобразователь 1, источник опорного напряжения 2, трансформаторы тока 3, 4, высокоомный двухтактный усилитель 5, корректирующий усилитель б, режекторный фильтр 7, интегратор 8, регистратор 9.

Каждая из обкладок емкостного пре- 2О образователя 1 соединена с соответствующим полюсом источника опорного напряжения ? через первичную обмотку трансформаторов тока 3, 4, вторичные обмотки трансформаторов тока.соединены со входом высокоомнога двухтакт- 25 ного усилителя 5, а его выход подключен ко входу корректирующего усилителя б, выход которого подключен ко входу режекторного фильтра 7, выход котарога соединен со входом ин- 30 тегратора 8 и одним из входов регистратора 9, а выход интегратора соединен с другим входом регистратора.

При изменении. концентрации аэрозоли изменяется диэлектрическая про- 35 ницаемость среды и, следовательно, изменяется емкость измерительного конденсатора. Тогда изменение заряда на конденсаторе

Ч+ьсГ (o+ Co ) Uo =Co(1+K N (t) iUo 40 где С вЂ” собственная емкость измерительного конденсатора; ьС вЂ” изменение емкости измерительного конденсатора;

Uo — опорное напряжение;

К вЂ” постоянный коэффициент;

М(t) — измеряемая концентрация.

Дс, Ток в цепи i = ° !

Импульс тока в трансформаторе тока .преобразуется в импульс напряжения и за счет соответствующего включения вторичных обмоток суммируется и усиливается в высокоомном двухтактном усилителе.

Так как выходное напряжение транс- 55 фсрматора тока пропорционально частоте сигнала, то компенсация этих искажений производится в корректирующем усилителе (амплитудно-частотная характеристика линейно совпадает с 60 частотой).

Источник опорного напряжения (100-500 В) может представлять собой преобразователь низкого (обычно

)1,5 В) напряжения в высокое с соот- 65 ветствующим фильтром. В спектре сиг-, нала необходима подавить составляющие пульсации преобразователя, что и осуществляется режекторным фильтром. Сигнал, поступающий на регистратор dC dM(t)

К о dt К(K UoCo,3 t где К вЂ” коэффициент пропорциональ.( ности, С = С f1+K ° M(t))

Сигнал, поступающий на регистратор с интегратора

Б8 = К К КУОСОМ(1) где К вЂ” йостоянный коэфФициент.

На регистраторе имеем

)м(е) д (t) К1KUÎCÎ

M(tl = — — — — = uq (t) (2).

К К1 К(оСо

aL- коэффициент, учитывающий размеры и форму емкастного измерительного элемента и параметры схемы.

Из выражения (1) видно, что напряжение на одном входе регистратора представляет собой производную от процесса или, что та же самое, измеряется скорость процесса. Отсюда можно сделать вывод о высоком быстродей-. ствии устройства.

Таким образом, на входе регистратора будет импульсное напряжение, пропорциональное измеряемой канцен.рации, а также импульсное напряжение, пропорциональное производной от концентрации аэрозоли — скорости изменения процесса.

Отсутствие колебательной системы в измерительном контуре позволяет измерять быстроизменяющуюся концентрацию аэрозоли, например в процессах с микросекундным диапазоном длительности.

Формула изобретения

Измеритель концентрации аэрозоли, содержащий емкостнай первичный преобразователь и регистратор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения быстроиэменяющейся концентрации аэрозоли, в измеритель введены источник опорного напряжения, два трансформатора тока, высокоамный двухтактный усилитель, корректирующий усилитель, режекторный фильтр, интегратор, причем каждая из обкладок емкостного пер. вичнога преобразователя соединена с соответствующим полюсом источника опорного напряжения через первичную обмотку трансформатора тока, вторичные обмотки трансформаторов соединены со входом высокаомного двухтакт697899

Составитель Т. Горчаков

Редактор A. Кравченко Техред ° М.Петко Корректор М. Пожо

Заказ 6556/13

Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ 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 ного усилителя, а его выход подключен ко входу корректирую@его усилите ля, выход которого подключен ко вхо- ду режекторного фильтра, выход которого соединен со входом интегратора и одним из входов регистратора, а выкод интегратора соединен с другим входом регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 371492, кл. G 01 N 27/22, 1971., 5 2. Авторское свидетельство OCCP

Р 457023, кл. G Ol И 27/22р 1975 (прототип).