SU1497510A1 - Устройство дл измерени концентрации дисперсной фазы аэрозол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано в электронной технологии и других отрасл х промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет адиативной стабилизации скорости движени  аэрозол . Устройство дл  измерени  концентрации дисперсной фазы аэрозол  дополнительно содержит N элементов выборки-хранени , входы его объединены и соединены с выходом синхронного детектора. Дополнительные управл ющие входы синхронного детектора подключены к управл ющим входам элементов выборки-хранени , входы его соединены с входами коммутатора, первый и второй выходы коммутатора подключены к первому и второму входам блока делени , выходы которого соединены с входом блока отключени  и первым входом компаратора. Второй вход компаратора подключен к входу источника опорного напр жени . Выход компаратора соединен с входом распределени  импульсов и с управл ющим входом блока отключени , выход которого подключен к объединенным входам функциональных преобразователей, N входов распределени  импульсов соединены с управл ющими входами коммутатора и функциональных преобразователей. Их выходы подключены к входу интегратора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнени , второй вход которого подключен к выходу блока задани  скорости, а выход элемента сравнени  через усилитель мощности соединен с управл ющим входом побудител  расхода. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  контрол  уровн  запыпенности и может быть использовано в электронной технологии и других отрасл х промыошен- ности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет адаптивной стабилизации скорости движени  аэрозол  в измерительной камере .

3149

На фиг. 1 приведена функциональна  схема коммутатора; на фиг. 2 - принципиальна  схема коммутатора.

Устройство содержит последова-

тедьно установленные по ходу движени  аэрозол  в цилиндрическом газоходе 1 зар дную камеру 2 типа игла- цилиндр и измерительную камеру 3 индукционного типа. Цилиндр 4 зар д- :нон камеры 2 подключен к выходу им- :пульсного источника 5, а второй 1электрод - игла 6 заземлен. Измерительна  камера 3 подключена к входу избирательного усилител  7. Выход

усилител  7 соединен с синхронным детектором 8, состо щим из резистора 9, подключенного к общей точке соединени  обкладок одинаковых конденсаторов 10-12 и ключей 13-15, коммутирующих вторые обкладки конденсаторов 10-12 к общему проводу устройства. Обща  точка соединени  обкладок конденсаторов 10-12 соеди- ,нена с входом детектора 16 и объединенными входами элементов 17-19 выборки-хранени . Выход детектора 16 подключен к входу индикатора 20. Генератор 21 импульсов подключен к входу кольцевого сдвигового регистра 22, выходы которого соединены с управл ющими входами ключей 13-15 и . с управл гацими входами элементов 17 19 выборки-хранени . Управл ющий вход ключа 15 соединен с входом им- пульсного источника 5 питани . Выходы элементов 17-19 выборки-хранени  соединены с входами комьгутатора 23, два которого подключены к первому и второму входам блока 24 деле ни . Выход блокс 24 делени  соедине с первым входом компаратора 25 и входом блока 26 отключени . Второй вход компаратора 25 подключен к выходу источника 27 опорного напр же- ни . Выход компаратора 25 соединен с управл ющем входом блока 26 отключени  и входом распределител ,28 импульсов . Выход .блока 26 отключе ги  соединен с объединенными входами

функциональных преобразователей 29- 31. Выходы распределител  28 импульсов соединены с управл ющими входам коммутатора 23 и входами управлени  включени  функциональных преобразо- вателей 29-31. Объединенные выходы

функциональных преобразователей 29- 31 подключены к входу интегратора 3 выход котор.ого соединен с первым

0

5

5

0 5

35 40 45 50

55

30

входом элемента 33 сравнени , второй вход которого подключен к выходу блока 34 задани  скорости, а выход - к входу усилител  35 мощности. Выход усилител  35 мощности подключен к входу побудител  35 расхода, выполненного , например, в виде электродвигател  с крыльчаткой на валу.

Число конденсаторов 10-12, а также число злементов 17-19 выборки- хранени  дл  простоты рассмотрени  ограничено трем , однако при необходимости может быть увеличено. В этом случае коммутатор 23 имеет три информационных , три управл ющих входа и два выхода, а распределитель 28 импульсов - три выхода.

Коммутатор 23 содержит, например, шесть идентичных аналоговых ключей 37-42. Входы ключей 37 и 38 соединены с выходом элемента 17 выборки- хранени , входы ключей 39 и 40 соединены с выходом элемента 18 выборки-хранени , а входы ключей 41 и 42--- с выходом элемента 19 выборки-хра- . неЯи ,

Выходы ключей 37-39 объединены и подключены к первому входу блока 24 делени , а объединенные выходы ключей 40-42 подключены к второму входу блока 24 управлени . Управл ющие входы ключей 37 и 41, 38 и 40, 39 и 42 попарно объединены и подключены соответственно к первому,- второму и- третьему выходам распределител  28 импульсов.

Уcтpoйctвo дл  измерени  концентрации дисперсной фазы аэрозол  работает следующим образом.

Поток аэрозол  с посто нной скоростью пропускаетс  через газоход 1. В зар дной камере 2 во врем  импульса коронного разр да образуетс  поток унипол рных ионов. Частицы азро- зол , пересекающие этот поток унипол рных ионов, приобретают зар д, величина которого зависит от параметров потока ионов и размеров частицы. Поскольку питание на зар дную камеру подаетс  импульсно, то образуютс  пачки зар женных частиц, чередующиес  с пачками незар женных частиц. Плотность объемного зар да в пачке зар женных частиц пропорциональна концентрации частиц, а тaJcжe зависит от их среднего размера. В потоке аз- розол  после зар дной камеры 2 зуетс  периодическа  последователь514975

ность пачек зар женных частиц. Кажа  пачка зар женных частиц наводит на измерительной камере 3 зар д, веичина которого пропорциональна зар ду пачки. На выходе усилител  7 наведенный зар д преобразуетс  в напр жение , частота изменени  которого определ етс  частотой следовани  пачек и соответственно частотой зажи- гани  коронного разр да. Усиленна  по амплитуде перва  гармоника напр ени  совместно с шумовой составл юей с выхода усилител  7 поступает на вход синхронного детектора 8, где 15 она через резистор 9 поступает на общую точку соединени  обкладок коненсаторов 10-12. Вторые обкладки конденсаторов 10-12 периодически синхронно с частотой импульсов, за- 20 пускаю1цих импульсный источник 5, за- мьп ;аютс  ключами 13-15 на общий провод устройства.. Посто нна  времени зар да конденсаторов 10-12 задаетс  сопротивлением резистора 9. Она оп- 25 редел ет врем  усреднени  полезного сигнала. Величина зар да каждого из конденсаторов определ етс  амплитуой полезного сигнала, посто нной интегрировани  и фазовым сдвигом от- зо носительно импульсов, запускающих импульсный источник питани . Фазовый сдвиг определ етс  временем переноса зар женных частиц от камеры коронного разр да до измерительной камеры, „t При посто нной скорости потока аэрозол  фазовый сдвиг будет оставатьс  посто нным. Следовательно, амплитуда напр жени , до которой зар дитс  каждый конденсатор, измен етс  при ко- о лебании скорости потока. Сигнал с выхода синхронного детектора 8 поступает на вход детектора 16, на выходе которого,образуетс  напр жение посто нного тока, пропорциональное кон- g центрации аэрозол , измер емое индикатором 20. Импульсы с одного из выходов распределител  28 импульсов поступают на вход импульсного источника 5. Одновременно с поступлением Q импульса на выходе источников 5 по вл етс  напр жение, превышающее порог зажигани  коронного разр да в зар дной камере 2, и начинает формироватьс  пачка зар женных частиц. gg Таким образом, пачка зар женных частиц всегда начинает формироватьс  одновременно с подачей управл ющего напр жени  на один из кгпочей. Одно10

временно с размыканием этого ключа прекращаетс  формирование пачки зар женных частиц. Следовательно, фаз включени -каждого из конденсаторов 10-12 относительно фазы полезного сигнала будет измен тьс  при колебании скорости потока аэрозол . На выходах элементов 17-19 выборки-хранени  при синхронной работе их управл ющих входов и ключей 13-19 формируютс  сигналы, соответствующие уровн м нaпp жetп й на конденсаторах 10-12, В исходном состо нии коммутатор 23 под действиеь управл ющего сигнала с первого выхода распределител  28 импульсов коммутирует выходы элементов 17 и 19 выборки-хранени  через ключи 37 - А1 на первый и вто- рой входы блока 24 делени . Выходной сигнал блока 24 делени , соответствующий отноше п1ю уровней напр жений на конденсаторах 10 и 12 через блок 26 отключени  поступает на объединенные входы функциональных преобразователей 29-31. Сигналом с первого выхода распределител  28 импульсов включен функциональный преобразователь 29, на выходе которого формируетс  сигнал, соответствующий уровню скорости, определ емому отношением уровней напр жений на конденсаторах 0 и 12. При изменении скорости потока аэрозол  может установитьс  такой фазовый сдвиг, что напр жение на конденсаторе 12 уменьшитс  до нул , В этом случае выходной сигнал блока 17 делени  возрастает и выйдет за пределы нормированного диапазона. При этом сработает компаратор 25, выходной сигнал которого запретит прохождение через блок 26 отключени  сигнала с блока 24 делени  на входы, функциональных преобразователей 29- 31 и одновременно переведет распределитель 28 импульсов в следуюс;ее состо ние, при котором сигнал с его второго выхода откроет ключи 38 и 40 коммутатора 23 (фиг. 2) и включит функциона):ьный преобразователь 30. В результате этого к первому и второму входам блока 24 делени  подключаютс  выходы элементов 17 и 18 зы- борки-хранени  и вычисл етс  отношение уровней напр жений на конденсаторах 10 и 11. Компаратор 25 переходит в исходное состо ние, блок 26 отключени  разрешает прохождение сигнала с выхо/ja блока 24 делени  на

входы функцнонаньных преобразователей 29-31. В дальнейшем при изменении скорости потока аэрозол  коммутатор 23 переключает дл  вычислепи,ч отношени  уровней напр жений выходы следующей пары элементов 18 и 19 выборки-хранени  и включаетс  функциональный преобразователь 31. Таким образом, с выходов функциональных

преобразователей 29-31 сигнал, соответствующий изменению скорости потока аэрозол , поступает на первый вход элемента 33 сравнени , на второй вход которого с блока ЗА задани  скорости поступает сигнал, соответствующий заданной скорости потока аэрозол  1ерез измерительную камеру 3. выходе элемента 33 сравнени  формируетс  сигнал отклонени  ско рости Прокачки аэрозол  от заданной. Этот Сигнал воздействует через усилитель 35 мощности на электродвигатель 36 побудител  расхода таким образом, что Скорость вращени  электродвигател  измен етс  в направлении компенсации возникшего измерени  скорости потока аэрозол .

Интегратор 32, име  посто нную времени большую, чем врем -переключени  блока 26 отключени , коммутатор 23 и функциональных преобразователей 29-31, предотвращает скачкообразные изменени  сигнала на первом входе

элемента 33 сравнени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  концент- рации дисперсной фазы аэрозол , содержащее последовательно установленные по ходу движени  аэрозол  зар дную камеру, црдключенную к выходу импульсного источника питани , изме- рительную камеру, выход которой через избирательН1 1Й усилитель подключен к входу синхронного детектора, выход которого через детектор соединен с входом индикатора, а управл ю

   щий выход подключен к управп ющему

   входу импульсного источника

   а также побудитель расхода, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет адаптивной стабилизации скорости движени  аэрозол  в измерительной камере, устройство дополнительно содержит п элементов выборки-хранени  (где п - число звеньев в синхронном детекторе), коммутатор, блок делени , блок отключени , компаратор, распределитель импульсов., п функциональных преобразователей, интегратор , элемент сравнени , усилитель мощности, источник опорного напр жени , блок задани  скорости, причем входы элементов выборки-хранени  объединены и соединены с выходом синхронного детектора, дополнительные управл ющие выходы которого подключены к управл ющим входам элементов выборки-хранени , выходы элементов выборки-хранени  соединены с входами коммутатора, первый и вто- рой выходы которого подключены к первому и второму входам блока делени , выход блока делени  соединён с входом блока отключени  и первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени , выход компаратора соединен с вхо дом распределени  импульсов и с управл ющим входом блока отключени , выход которого подключен к объединенным вxoдa функциональных преобразователей, п выходов распределени  импульсов соединены с управл ющими входами коммутатора н функциональных пр еобразователей , выходы которых объединены и подключены к входу интегратора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнени , второй вход которого подключен к вьгходу блока задани  скорости, а выход элемента сравнени  через усилитель мощности соединен с управл ющим входом побудител  расхода.

   /tomwt азрезвлц

   Фие.1

   От распределител  ufinyflbcoS2B

   Редактор Ю.Середа

   Составитель О.Громов Техред М.Дидык

   Заказ 4436/44

   Тираж 789

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

   Фиг. Z

   Корректор Т.МалецПодписное