RU116236U1 - Датчик направленных потоков масс - Google Patents
Датчик направленных потоков масс Download PDFInfo
- Publication number
- RU116236U1 RU116236U1 RU2011151162/28U RU2011151162U RU116236U1 RU 116236 U1 RU116236 U1 RU 116236U1 RU 2011151162/28 U RU2011151162/28 U RU 2011151162/28U RU 2011151162 U RU2011151162 U RU 2011151162U RU 116236 U1 RU116236 U1 RU 116236U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- quartz
- sensor
- radiator
- resonator
- Prior art date
Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 36
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 241000784732 Lycaena phlaeas Species 0.000 claims abstract 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
1. Датчик направленных потоков масс, содержащий кварцевые резонансные микровесы, рабочий и опорный кварцевые резонаторы, соединенные между собой тепловым мостом через радиатор и включенные в цепь соответствующих генераторов, смеситель, фильтр нижних частот и усилитель, отличающийся тем, что опорный и рабочий кварцевые резонаторы охлаждаются, а рабочий кварцевый резонатор снабжен нагревателем. ! 2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что рабочий и опорный кварцевые резонаторы соединены общим медным кронштейном, который крепится к радиатору, при этом над опорным кварцевым резонатором установлен защитный экран, а под рабочим резонатором расположен нагреватель, к нижней части радиатора крепится печатная плата с электронной частью датчика и выходным разъемом, сам датчик закрыт металлическим корпусом, в верхней части которого расположено рабочее отверстие. ! 3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что кварцевые резонаторы охлаждаются термобатареей, при этом кварцевые резонаторы установлены на латунных шайбах, которые крепятся к холодной пластине термобатареи, а теплая пластина термобатареи соединена с радиатором через промежуточную шайбу, при этом верхняя часть корпуса выполнена из теплоизоляционного материала.
Description
Предлагаемое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения малых масс загрязняющих частиц.
Известны датчики на основе кварцевых резонансных микровесов (КРМ), в которых, для измерения малых масс используется отдельная платформа, соединенная с чувствительным элементом [1], а также датчики с селективным влагочувствительным покрытием кварцевого резонатора [3]. Принцип действия таких датчиков заключается в измерении девиации частоты в зависимости от осажденной массы на поверхности платформы или влаги сорбированной влагочувствительным покрытием резонатора.
В датчике контроля интенсивности накопления пыли [2] осаждение осуществляется на приемную платформу, соединенную с чувствительным элементом на основе пьезокристалла. Информация о количестве осажденной массы снимается со схемы возбуждения, в цепь которой включен измерительный кварцевый резонатор.
В пьезорезонансном датчике влажности [3] количество осажденной влаги определяется величиной адсорбированной влаги.
Наиболее близким к заявляемому, является датчик контроля интенсивности накопления пыли [2], содержащей чувствительный элемент, соединенный с блоком обработки и передачи информации через блок согласования, и блок питания. Чувствительный элемент снабжен микровесами, состоящими из приемной платформы и пьезокристалла, и схемы возбуждения. Данный датчик можно принять в качестве прототипа.
Основным недостатком данного датчика, а также других, указанных выше, является наличие дополнительных элементов и покрытий рабочего резонатора. Дополнительная нагрузка на кварцевый резонатор снижает динамический диапазон работы кварцевых микровесов, а отсутствие опорного кварцевого резонатора [2] увеличивает температурную погрешность микровесов.
Техническим результатом, получаемым в данной конструкции является повышение чувствительности к различным видам веществ, вызывающих загрязнение рабочих поверхностей, и расширение диапазона количества осаждаемых масс на поверхности рабочего резонатора.
Технический результат достигается тем, что напыление загрязняющих масс осуществляется непосредственно на поверхности рабочего кварцевого резонатора, при этом рабочий и опорный кварцевые резонаторы, соединенные общим тепловым мостом, и подвергаются охлаждению, а рабочий кварцевый резонатор снабжен нагревателем. Охлаждение рабочего резонатора позволяет улучшить сцепление загрязняющих масс в любом агрегатном состоянии с поверхностью рабочего кристалла, а наличие подогрева позволяет осуществить регенерацию датчика.
Сущность данного технического решения поясняется, чертежом, где:
на фиг.1 изображена блок-схема датчика направленных потоков масс, которая содержит:
рабочий кварцевый резонатор 1, опорный кварцевый резонатор 2, тепловой мост 3, радиатор охлаждения 4, нагреватель 5, термометр сопротивлений 6 и электронная часть КРМ 7.
На фиг.2 приведен вариант построения блок-схемы датчика с использованием термобатареи (элемент Пельтье), датчик содержит: рабочий кварцевый резонатор 1, опорный кварцевый резонатор 2, тепловой мост 3, радиатор 4, термобатарею 5, термометр сопротивлений 6 и электронная часть КРМ 7.
Датчик работает следующим образом. Загрязняющая масса попадает через отверстие в верхней части корпуса датчика на рабочую поверхность кварцевого резонатора, который включен в цепь соответствующего генератора КРМ. Величина осажденной массы пропорциональна выходной частоте КРМ, которая регистрируется внешними устройствами. При достижении этой массы предельного значения происходит срыв генерации. В этот момент включается нагрев, что приводит к сбросу осажденной массы, и датчик вновь готов к работе. В случае использования датчика с термобатареей нагрев осуществляется путем смены полярности питающего напряжения термобатареи. На всем протяжении работы датчика происходит охлаждение пьезокристаллов КРМ через тепловой мост.
На фиг.3 показана конструкция датчика, реализующая данное техническое решение. На радиаторе 4 укреплен кронштейн 3, выполненный из медной полоски (3-4 мм), на одном конце которого укреплен опорный кварцевый резонатор 2, а на другом - рабочий кварцевый резонатор 1. На кронштейне также укреплен экран 5, для защиты опорного резонатора от загрязняющих масс, и нагреватель 10 для рабочего кварцевого резонатора. Кварцевые резонаторы крепятся к кронштейну с помощью низкотемпературной пайки или токопроводящего клея. Кронштейн крепится к радиатору через теплопроводящую пластину 6. К нижней части радиатора крепится печатная плата 8 с электронной частью КРМ и выходным разъемом 9. Датчик закрыт соответствующими частями корпуса 7 и 11. В верхней части корпуса расположено рабочее отверстие с диаметром равным напыленной площадке кварцевого резонатора. Охлаждение датчика осуществляется через радиатор, который устанавливается на криопанель с помощью соответствующих винтов.
На фиг.4 показана конструкция датчика, где охлаждение резонаторов осуществляется от термобатареи (элемент Пельтье). В данной конструкции кварцевые резонаторы 1 и 2 крепятся уголками к латунным шайбам 3, которые выполняют роль теплового моста и соединены с холодной пластиной термобатареи 5, а теплая пластина термобатареи соединена с радиатором 4, который служит для отвода тепла от термобатареи. Крепление термобатареи с соответствующими элементами датчика осуществляется с помощью низкотемпературной пайки или токопроводящего клея. Для исключения взаимного влияния теплой и холодной пластин термобатареи верхняя часть корпуса 10 выполнена из термоизоляционного материала. Крепление платы 8 с электронной частью датчика аналогично конструкции, приведенной на фиг.3.
Источники информации:
1. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. - М.: Энергоатом издат, 1989 г., стр.183-185.
2. (19) RU (11) 2358256 (13) C1 (51) МПК G01N 5/00 (2006.01) (21), (22) Заявка: 2007136340/28 от 03.10.2007 г., (54) Датчик контроля интенсивности накопления пыли.
3. (19) RU (11) 51424 (13) U1 (51) МПК G01N 27/02 (2006.01) H03H 9/19 (2006.01) (21), (22) Заявка: 2005112626/22 от 26.04.2005 г., (54) Пьезорезонансный преобразователь для датчика влажности.
Claims (3)
1. Датчик направленных потоков масс, содержащий кварцевые резонансные микровесы, рабочий и опорный кварцевые резонаторы, соединенные между собой тепловым мостом через радиатор и включенные в цепь соответствующих генераторов, смеситель, фильтр нижних частот и усилитель, отличающийся тем, что опорный и рабочий кварцевые резонаторы охлаждаются, а рабочий кварцевый резонатор снабжен нагревателем.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что рабочий и опорный кварцевые резонаторы соединены общим медным кронштейном, который крепится к радиатору, при этом над опорным кварцевым резонатором установлен защитный экран, а под рабочим резонатором расположен нагреватель, к нижней части радиатора крепится печатная плата с электронной частью датчика и выходным разъемом, сам датчик закрыт металлическим корпусом, в верхней части которого расположено рабочее отверстие.
3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что кварцевые резонаторы охлаждаются термобатареей, при этом кварцевые резонаторы установлены на латунных шайбах, которые крепятся к холодной пластине термобатареи, а теплая пластина термобатареи соединена с радиатором через промежуточную шайбу, при этом верхняя часть корпуса выполнена из теплоизоляционного материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011151162/28U RU116236U1 (ru) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Датчик направленных потоков масс |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011151162/28U RU116236U1 (ru) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Датчик направленных потоков масс |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU116236U1 true RU116236U1 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=46231155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011151162/28U RU116236U1 (ru) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Датчик направленных потоков масс |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU116236U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702702C1 (ru) * | 2018-12-27 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Способ определения чувствительности кварцевых микровесов |
| RU218442U1 (ru) * | 2022-12-22 | 2023-05-25 | Ао "Эка" | Датчик измерения малых масс загрязняющих частиц |
-
2011
- 2011-12-15 RU RU2011151162/28U patent/RU116236U1/ru active IP Right Revival
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702702C1 (ru) * | 2018-12-27 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Способ определения чувствительности кварцевых микровесов |
| RU218442U1 (ru) * | 2022-12-22 | 2023-05-25 | Ао "Эка" | Датчик измерения малых масс загрязняющих частиц |
| RU2819747C1 (ru) * | 2023-12-21 | 2024-05-23 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Датчик для исследования загрязнения поверхности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2573693C2 (ru) | Датчик расходомера | |
| US6842018B2 (en) | Planar capacitive transducer | |
| TWI509240B (zh) | 組合流體感測器系統 | |
| JP2013531248A (ja) | 赤外線温度測定、及び、その安定化 | |
| JP2005507497A (ja) | 媒体、特に潤滑剤および／または冷却剤の品質を決定するための装置および方法 | |
| CN102520015A (zh) | 一种敏感电路式露点测量方法 | |
| CN109374730A (zh) | 用于qcm和lspr双技术生物分子检测的恒温测量池 | |
| CN102520019B (zh) | 一种谐振式露点测量方法 | |
| RU116236U1 (ru) | Датчик направленных потоков масс | |
| US20060179918A1 (en) | Gas chromatograph and quartz crystal microbalance sensor apparatus | |
| Fraden et al. | Humidity and moisture sensors | |
| JP2012122861A (ja) | 露点計測装置および気体特性測定装置 | |
| US11650088B2 (en) | Thermal flow sensor for determining the temperature and the flow velocity of a flowing measuring medium | |
| RU218442U1 (ru) | Датчик измерения малых масс загрязняющих частиц | |
| CN219475277U (zh) | 浮空可清零气溶胶质量浓度测量装置 | |
| CN108918353B (zh) | 一种大气环境中微粒物质定性检测的方法 | |
| WO2006132926A1 (en) | Acoustic wave flow sensor for high-condensation applications | |
| JP2004294356A (ja) | Ｑｃｍセンサー装置 | |
| CN104390891A (zh) | 一种改进的便携式pm2.5检测仪 | |
| US11680886B2 (en) | Apparatus and associated methods for detecting air-borne particles | |
| Türkdoğan | Design and implementation of a cost effective quartz crystal microbalance system for monitoring small changes on any surface | |
| RU2277292C1 (ru) | Пьезокристаллический генератор | |
| Xu et al. | High-precision low-power quartz tuning fork temperature sensor with optimized resonance excitation | |
| JPH02115678A (ja) | 結霜結露検知装置 | |
| CN215180545U (zh) | 一种时间间隔发生器用误差分析装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131216 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20150427 |