(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
ОКИСИ АЗОТА
Изобретение относитс к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано дл исследовани свойств атмосферы при ракетных измерени х Концентрации окиси азота в атмосфере на высотах 15-90км. Концентраци окиси азота вл етс важнейшим параметром в химии озона, по из менению которого составл ют глобальные прогнозы погоды. Известно устройство - хвмилюминесце тный зонд дл измерени концентрации окиси азота в атмосфере. Устройство со- держит баллон с озоном (О), механизм порционной подачи озона, реактор, фотоприемник , регистратор сигнала от фотоприемника . На основе реакции NO + О +Oi получаетс N0 в возбужденном состо нии, которое переходит в нормальное с излучением кванта света + 1n) ,ia свет регистрирует с фотоприемником ll. Недостатком устройства вл етс бол ша ошибка в измерении концентрации ОКИСИ азота -- 25%, сложность конструкции , требующей светозащиты от естественного света, малое разрешение по высоте ( д Н 2км). Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени концентрации окиси азота, содержащее измерительный конденсатор (конденсатор Гердиена) с центральным измерительным электродом, соединенным с усилителем, ионизатор с блоком питани и регистратор . Ионизатор излучает ультрафиолет с Л 1236 А, селективно ионизует в набегающем потоке окись азота (NO), а о кондентрацгда ионов NO суд т по ионному току, усиленному измерительным усилителем и поданному на регистратор 2j. Известное устройство viMeer недостаточную точность измерени (ошибка 25%) вследствие того, что на измерительный электрод попадают и естественные ионы, а перпендикул рное расположение излучающей поверхности лампы не позвол ет с уверенностью утверждать, что ионизован 307 весь поток газа, попадающий в сечение конденсатора. В процессе полета необходима периодическа калибровка электро пых схем дл устранени фона естественных ионов и температурного дрейфа нул измерительной схемы, а это тоже приводит к высокой ошибке измерени . Кроме того, часть времени, необходима дл из .мереШЕй, уходит на перекалибровку, следоЬательно , уменьшаетс разрешение по высоте , т.е. данные получают не непрерывно, а через 1 км, что существенно снижает достоверность информации т.е. точность измерений. Диапазон высот, исследуемых устройством-прототипом, 15-50 км вследствие того, что чувствительность измерительной схемы (--1:0 см не позвол ет измер ть концентрацию окиси азота на высотах больших 50км. Цель изоб)ретени - повышение точноети измерени концентрации окиси азота. Указанна .цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени концентрации окиси азота, содержащее измерительный конденсатор с центральным измерительным электродом, соединенным с усилителем , ионизатор с блоком питани и регис тратор, введены генератор и блок синхронного детектировани , первый вход которого соединен с выходом усилител , а второй вход - с вторым Шз ходом генератора , первый выход которого соедине с блоком питани ионизатора, причем излучающа поверхность ионизатора установлена у входного сечени конденсатора параллельно его образующей. Введение генератора позвол ет замодулировать поток фотонов, излучаемых ионизатором, в результате чего ток, измер емый конденсатором Гердиена, будет переменным. Введение же св занного с генератором и измерительным усилителем блока синхронного детектировани , позвол ет избавитьс от фонового тока естественных ионов, присутствующих в атмосфере, от дрейфа нул измерительной схемы и необходимости в ее калибро ке в процессе измерени . Все это повышает точность измерени , делает их непрерывными. Расположение источника фотонов так, что излучающа поверхность направлена в сторону конденсатора Гердиена и перпендикул рна его входному сечению, т.е. параллельна образующей конденсатора, позвол ет собирать все образованные ионы окиси азота в размере сечени , чт позвол ет однозначно св зать измер емый ток с концентрацией окиси азота в 7 независимости от ориентации ракеты, т.е. повышает точность измерений. Применение источника ионизации интеН сивностью 10 -10 фотон/с.вместе с вышеперечисленными признаками позвол ет проводить измерени концентрации окиси азота, начина с концентрации Ю см в диапазоне высот 15-90 км. На чертеже приведена блок-схема устройства дл измерени концентрации окиси азота. Устройство содержит ионизатор 1, конденсатор Гердиена 2, измерительный электрод 3, измерительный усилитель 4, блок 5 синхронного детектировани , генератор 6, регистрирующее устройство 7 и блок 8 питани .;. Ионизатор 1, представл ющий собой криптоновую УФ-лампу, укреплен так, что излучающа поверхность направлена в сторону входного сечени конденсатора Гердиена 2 и перпендикул рна входному сечению конденсатора, т.е. параллельна образующей . Измерительный электрод 3 соединен измерительным усилителем 4 переменного тока с высоким входным сопротивлением ( гОм), выход которого соединен с первым входом блока 5 синхронного детектировани , второй вход которого соединен с вторым выходом генератора 6, первый выход которого соединен с блоком 8 питани . При этом выход блока 5 синхронного детектировани соединен с регистратором 7, а блок 8 питани с ионизатором 1. Устройство работает следующим образом . Ионизатор 1 ионизует поток газа, который ,будучи промодултфованным генератором 6, попадаетв конденсатор 2, где между обкладками потечет переменный ток заданной частоты с амплитуды, пропорциональной концентрации окиси азота. С измерительного усилител 4 усиленный сигнал поступает на блок 5, где выдел етс переменна составл юща тока ионов окиси азота и подавл ютс сигналы, не синфазньге с сигналом опоры, поступившим от генератора 6 на второй вход блока 5. Выделенна составл юща регистрируетс регистратором 7. Блок 8 необходим дл питани лампы. В устройстве ковденсатор Гердиена 2 выбран диаметром 60 мм, диаметр измерительного электрода 3 - 20 мм, длина 100 -150мм, измерительный усилитель 4 - усилитель переменного тока с высоко омным входом 1 гОм на базе микросхемы 140 УД 8. Блок синхронного детектирова