Счетчик атмосферных ионов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 1)5 ЕН СВИДЕТЕЛЬС АБТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 212374, кл. 0 01 И/ 1/16, 1966,(54) СЧЕТЧИК АТМОСФЕРНЫХ ИОНОВ(57) Применение: изобретение относится кметеорологическим измерениям и можетбыть. использовано при исследовании электричества атмосферы. Сущность изобретения: счетчик содержит электрометр, блокпитания и измерительный конденсатор,Изобретение относится к области метеорологических измерений и может быть использовано при исследовании электричества атмосферы,Известен счетчик атмосферных ионов,содержащий измерительные конденсаторы,электрометр, устройство электрической защиты, блок управления и питания,Недостатком этого устройства являетсяснижение точности измерений при работе вусловиях низких температур и повышеннойвлажности атмосферного воздуха вследствие оседания на внутренней обкладке измерительного конденсатора гидрометеоровизморозь, иней, и др.),Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является счетчикатмосферных ионов и электроаэрозолей, соЯ 2 1795402 А 1 И/ 1/16 внутренняя обкладка которого соединена со входом электрометра. Дополнительно в полости внутренней обкладки измерительного конденсатора расположен нагревательный элемент, соединенный одним выводом с блоком питания, а вторым выводом с коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двумя постоянными резисторами и потенциометром, а также первым терморезистором, установленным в полости внутренней обкладки, и вторым терморезистором, расположенным на внешней обкладке измерительного конденсатора, 1 ил,держащии динамическии электрометр, измерительный конденсатор, внутренняя обкладка которого соединена со входомэлектрометра, воздушный тракт и блок питания, которые за исключением воздушноготракта, окружены герметичным кожухом,снабженным устройством для автоматиче- Фского поддержания внутри него необходи- (,.)мой температуры,Недостатком рассмотренного устройства является снижение точности измеренийпри работе в условиях низких температур иповышенной влажности атмосферного воздуха, т.к. оседание гидрометеоров (изморозь, иней и др,) на внутренней обкладкеизмерительного конденсатора приводит кискажению результатов измерения,Целью изобретения является повышение точности измерений при работе в усло 1795402виях низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха,Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом счетчике атмосферных ионов, содержащем электрометр, блок питания 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 постоянных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводами соединен соответственно с блоком питания и коллектором транзисторного ключа, змиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованного двумя постоянными резисторами, потенциометром, первым и вторым терморезисторами.Вышеуказанное размещение элементов заявляемого счетчика атмосферных ионов с соответствующими связями между ними обеспечивает поддержание температуры поверхности внутренней обкладки измерительного конденсатора выше температуры атмосферного воздуха, что препятствует осаждению гидрометеоров на внутренней обкладке, а следовательно, повышаетсяя точность результатов измерения.Отличительные признаки предлагаемого устройства, а именно: нагревательный элемент, терморезисторы, транзисторный ключ, компаратор, резисторы, потенциометр - порознь известны в технике. Однако при вышеназванном взаимодействии этих элементов, связи между ними и их взаимное расположение придают устройству в целом новое свойство: повышается точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха. Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". На чертеже показана структурная схема счетчика атмосферных ионов: 1 - внутренняя обкладка измерительного конденсатора, 2 - внешняя обкладка измерительногоконденсатора, 3 - нагревательный элемент, 4, 5 - терморезисторы, 6 - блок управления, 7 - электромотор, 8 - блок питания, 9, 10 -резисторы, 11 - потенциометр, 12 - компаоатор, 13 - транзисторный ключ,Счетчик атмосферных ионов содержитизмерительный конденсатор, имеющий внутреннюю цилиндрическую обкладку 1, коаксиально расположенную по отношению к внешней цилиндрической обкладке 2.Внутренняя обкладка 1 соединена со входом электрометра 7, а внешняя обкладка 2соединена с блоком питания 8, который также соединен с электрометром 7 и блоком10 управления 6. В полости внутренней обкладки 1 расположены нагревательный элемент 3 и терморезистор 4, а на внешнейобкладке 2 расположен терморезистор 5,которые совместно с блоком управления 615 составляют устройство терморегулирования, Терморезисторы 4 и 5 совместно с резисторами 9 и 10 и потенциометром 11образуют измерительный мост, подключенный к блоку питания 8, Нагревательный эле 20 мент 3 соединен одним выводом с блокомпитания 8, а вторым выводом - с коллектором транзисторного ключа 18, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходукомпаратора 12, Входы компаратора 12 подключены в диагональ измерительного моста.Электрометр 7 представляет собой, например, серийно выпускаемый электрометрический усилитель типа У 5-11. Блок30 питания 8 вырабатывает напряжения, необходимые для работы всех узлов счетчика ивыполнен, например, на базе стабилизаторов компенсационного типа, Нагревательный элемент 3 может быть выполнен в виде35 спирали, намотанной на керамический стержень. Терморезисторы 4 и 5 использованытипа ММТ, В качестве компаратора 12 может быть использована микросхемаК 554 САЗ, транзистора 13 - транзистор КТ40 972 Б, резисторов 9 и 10 - резисторы типаМЛТ - 0,125, потенциометра 11 - потенциометр типа СП 3-6.Счетчик атмосферных ионов работаетследующим образом.45 При прохождении воздушного потокачерез измерительный конденсатор, ионы,содержащиеся в воздухе, осаждаются повнутренней обкладке 1, Во входной цепиэлектрометра 7 возникает ток, сила которо 50 го пропорциональна концентрации аэроионов,При уменьшении температуры окружающего воздуха уменьшается сопротивлениетерморезистора 5, повышается потенциал55 неинвертирующего входа компаратора 12.Компаратор 12 срабатывает, подключая нагревательный элемент 3 к блоку питания 8.Внутренняя обкладка 1 измерительногоконденсатора нагревается до тех пор, покасопротивление терморезистора 4 не будет1795402 пом, повысить точность измерений при низких температурах и повышенной влажности атмосферного воздуха за счет управляемого нагрева внутреннего электрода измери тельного конденсатора, обеспечивающегоисключение погрешности измерений, вызванной оседанием гидрометеоров на внутренней обкладке измерительного конденсатора, что имеет место в устройст ве-прототипе,15 Формула изобретения Счетчик атмосферных ионов, содержащий электрометр, блок питания и измерительный конденсатор с внешней обкладкой и внутренней обкладкой, образующей по-. лость и соединенной с входом электрометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при работе в условиях низких температур и повышенной влажности, в него введены нагревательный элемент с первым и вторым выводами и первый терморезистор, расположенные в полости внутренней обкладки измерительного кон- г Составитель А.КовалюТехред М.Моргентал Корректор М,К Редактор Т,Ивано аз 428 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 инат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производственно-издательск превышать сопротивление терморезистора 5 на величину уставки. заданную потенциометром 11.Таким образом, температура внутренней обкладки 1 будет поддерживаться на (2 - 3) С выше температуры окружающего воз- духА, что исключает оседание гидрометеоров на ее поверхности.Предлагаемый счетчик атмосферных ионов позволяет, по сравнению с прототиденсатора, второй терморезистор, расположенный на внешней обкладке измерительного конденсатора, транзисторный ключ, компаратор, два постоянных резистора и потенциометр, при этом нагревательный элемент первым и вторым выводами соединен соответственно с блоком питания и коллектором транзисторного ключа, эмиттер которого заземлен, а база подключена к выходу компаратора, входы которого включены в диагональ моста, образованногодвумя постоянными резисторами, потенциометром, первым и вторым терморезисторами.4