RU1795402C - Счетчик атмосферных ионов - Google Patents

Abstract

Применение: изобретение относитс  к метеорологическим измерени м и может быть использовано при исследовании электричества атмосферы. Сущность изобретени : счетчик содержит электрометр, блок питани  и измерительный конденсатор, внутренн   обкладка которого соединена со входом электрометра. Дополнительно в полости внутренней обкладки измерительного конденсатора расположен нагревательный элемент, соединенный одним выводом с блоком питани , а вторым выводом с коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двум  посто нными резисторами и потенциометром , а также первым терморезистором, установленным в полости внутренней обкладки, и вторым терморезистором, расположенным на внешней обкладке измерительного конденсатора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области метеорологических измерений и может быть использовано при исследовании электричества атмосферы,

Известен счетчик атмосферных ионов, содержащий измерительные конденсаторы, электрометр, устройство электрической защиты , блок управлени  и питани ,

Недостатком этого устройства  вл етс  снижение точности измерений при работе в услови х низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха вследствие оседани  на внутренней обкладке измерительного конденсатора гидрометеоров (изморозь, иней, и др.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению  вл етс  счетчик атмосферных ионов и электроаэрозолей, содержащий динамический электрометр, измерительный конденсатор, внутренн   обкладка которого соединена со входом электрометра, воздушный тракт и блок питани , которые за исключением воздушного тракта, окружены герметичным кожухом, снабженным устройством дл  автоматического поддержани  внутри него необходимой температуры.

Недостатком рассмотренного устройства  вл етс  снижение точности измерений при работе в услови х низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха , т.к. оседание гидрометеоров (изморозь , иней и др.) на внутренней обкладке измерительного конденсатора приводит к искажению результатов измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений при работе в уелоО

ел N о

N5

ви х низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом счетчике атмосферных ионов, содержащем электрометр, блок питани  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, расположенные в полости внутренней обкладки измерительного конденсатора, второй терморезистор , расположенный на внешней обкладке измерительного конденсатора, транзисторный ключ, компаратор, два посто нных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводами соединен соответственно с блоком питани  и коллектором транзисторного ключа, змиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста , образованного двум  посто нными резисторами , потенциометром, первым и вторым терморезисторами.

Вышеуказанное размещение элементов за вл емого счетчика атмосферных ионов с соответствующими св з ми между ними обеспечивает поддержание температуры поверхности внутренней обкладки измерительного конденсатора выше температуры атмосферного воздуха, что преп тствует осаждению гидрометеоров на внутренней обкладке, а следовательно, повышаетс  точность результатов измерени .

Отличительные признаки предлагаемого устройства, а именно: нагревательный элемент, терморезисторы, транзисторный ключ, компаратор, резисторы, потенциометр - порознь известны в технике. Однако при вышеназванном взаимодействии этих элементов, св зи между ними и их взаимное расположение придают устройству в целом новое свойство: повышаетс  точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха. Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенные отличи .

На чертеже показана структурна  схема счетчика атмосферных ионов: 1 - внутренн   обкладка измерительного конденсатора , 2 - внешн   обкладка измерительного конденсатора, 3 - нагревательный элемент, 4,5- терморезисторы, 6 - блок управлени , 7 - электромотор, 8 - блок питани , 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. Внутренн   обкладка 1 соединена со входом электрометра 7, а внешн   обкладка 2 соединена с блоком питани  8, который также соединен с электрометром 7 и блоком

управлени  6. В полости внутренней обкладки 1 расположены нагревательный элемент 3 и терморезистор 4, а на внешней обкладке 2 расположен терморезистор 5, которые совместно с блоком управлени  6

5 составл ют устройство терморегулировани . Терморезисторы 4 и 5 совместно с резисторами 9 и 10 и потенциометром 11 образуют измерительный мост, подключенный к блоку питани  8. Нагревательный эле0 мент 3 соединен одним выводом с блоком питани  8, а вторым выводом - с коллектором транзисторного ключа 18, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора 12, Входы компаратора 12 под5 ключены в диагональ измерительного моста .

Электрометр 7 представл ет собой, например , серийно выпускаемый электрометрический усилитель типа У5-11. Блок

0 питани  8 вырабатывает напр жени , необходимые дл  работы всех узлов счетчика и выполнен, например, на базе стабилизаторов компенсационного типа. Нагревательный элемент 3 может быть выполнен в виде

5 спирали, намотанной на керамический стержень . Терморезисторы 4 и 5 использованы типа ММТ-1. В качестве компаратора 12 может быть использована микросхема К554САЗ, транзистора 13 - транзистор КТ

0 972 Б, резисторов 9 и 10 - резисторы типа МЛТ - 0,125, потенциометра 11 - потенциометр типа СПЗ-6.

Счетчик атмосферных ионов работает следующим образом.

5 при прохождении воздушного потока через измерительный конденсатор, ионы, содержащиес  в воздухе, осаждаютс  по внутренней обкладке 1. Во входной цепи электрометра 7 возникает ток, сила которо0 го пропорциональна концентрации аэроионов .

При уменьшении температуры окружающего воздуха уменьшаетс  сопротивление терморезистора 5, повышаетс  потенциал

5 неинвертирующего входа компаратора 12. Компаратор 12 срабатывает, подключа  нагревательный элемент 3 к блоку питани  8. Внутренн   обкладка 1 измерительного конденсатора нагреваетс  до тех пор, пока сопротивление терморезистора 4 не будет

превышать сопротивление терморезистора 5 на величину уставки, заданную потенциометром 11.

Таким образом, температура внутренней обкладки 1 будет поддерживатьс  на (2 -3)°С выше температуры окружающего Воздух 3 , что исключает оседание гидрометеоров на ее поверхности.

Предлагаемый счетчик атмосферных ионов позвол ет, по сравнению с прототи

пом. повысить точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха за счет управл емого нагрева внутреннего электрода измерительного конденсатора, обеспечивающего исключение погрешности измерений, вызванной оседанием гидрометеоров на внут- ренней обкладке измерительного конденсатора, что имеет место в устройстве-прототипе .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Счетчик атмосферных ионов, содержащий электрометр, блок питани  и измерительный конденсатор с внешней обкладкой и внутренней обкладкой, образующей полость и соединенной с входом электрометра , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при работе в услови х низких температур и повышенной влажности , в него введены нагревательный элементе первым и вторым выводами и первый терморезистор, расположенные в полости внутренней обкладки измерительного конI

   денсатора, второй терморезистор, расположенный на внешней обкладке измерительного конденсатора, транзисторный ключ, компаратор, два посто нных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводами соединен соответственно с блоком питани  и коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двум  посто нными резисторами, потенциометром , первым и вторым терморезисторами .

   34