Измеритель концентрации аэрозоли

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл,С 01 И 27/22 С 01 Ы 15/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛИ Изобретение относится к измери-тельной технике и может испольэонаться для измерения концентрации аэрозоли при быстрых ее изменениях.Известно устройство, в которомизмеряют диэлектрические и дилатометрические константы вещества путемнепрерывного сравнения измерительнойемкости с эталонной емкостью, входящей в состав емкостного моста, принагревании, Устройство содержит измерительную емкость, измерительныйемкостный мост, электронный регулятор температуры и регистратор 1).Основной недостаток - указанного 15устройства невозможность измерениядиэлектрических и дилатометрическихконстант при быстроизменяющихся концентрациях аэрозоли, что связано синерционностьо процесса нагрева вещества и необходимым временем сравне.ния с эталонной емкостью,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст.ройство, содержащее генератор высокой частоты (ГВЧ), соединенный с резонансным контуром, емкость контураявляется первичным преобразователем.Контур связан с фаэовым детектором,.на второй вход которого подается сиг-ЗО нал с ГВЧ. Выход ГВЧ соединен с регистрирующим прибором 2).Основной недостаток устройства -инерционность, что приводит к невозможности измерять быстроизменяющиесяконцентрации аэрозоли. Инерционностьобъясняется наличием в измерительномконтуре индуктивности и емкости,представляющих собой резонансный колебательный контур, настроенный начастоту ГВЧ. При быстроиэменяющейсяконцентрации аэрозоли процесс в измерительном контуре не успевает установиться, т.е. измерить концентрацию аэрозоли в этом случае невозможно,Цель изобретения - создание измерителя концентрации, аэрозоли с возможностью измерения быстроизменяющейся концентрации аэрозоли,Указанная цель достигается тем,что н измеритель внедены источникопорного напряжения, дна трансФорматора тока, высокоомный двухтактныйусилитель, корректирующий усилитель,режекторный фильтр, интегратор, причем каждая из обкладок емкостногопервичного преобразователя соединенас соответстнующим полюсом источникаопорного напряжения через первичную45 обмотку трансформатора тока, вторичные обмотки трансформаторов соединены со входом высокоомного двухтактного усилителя, а его выход подключенко входу корректирующего усилителя,выход которого подключен ко входу режекторного фильтра, выход которогосоединен со входом интегратора и одним из входов регистратора, а выходс другим входом регистратора.На чертеже изображена блок-схема.предлагаемого измерителя концентрации аэрозоли.Устройство содержит емкостный первичный преобразователь 1, источникопорного напряжения 2, трансформаторы тока 3, 4, высокоомный двухтактный усилитель 5, корректирующий усилитель б, режекторный фильтр 7, интегратор 8, регистратор 9.Каждая из обкладок емкостного преобразователя 1 соединена с соответствующим полюсом источника опорногонапряжениячерез первичную обмоткутрансформаторов тока 3, 4, вторичныеобмотки трансформаторов тока.соединены со входом высокоомного двухтактного усилителя 5, а его выход подключен ко входу корректирующего усилителя б, выход которого подключенко входу режекторного фильтра 7, выход которого соединен со входом интегратора В и одним из входов регистратора 9, а выход интегратора соединен с другим входом регистратора,При изменении. концентрации аэрозоли изменяется диэлектрическая проницаемость среды и, следовательно,изменяется емкость измерительногоконденсатора. Тогда изменение зарядана конденсатореЧ+ьсГ(Со+ьСо) По=Со(1+К М(1) 10 о 40где С - собственная емкость измерительного конденсатора;ьС - изменение емкости измерительного конденсатора;3 о - опорное напряжение;К - постоянный коэффициент;М - измеряемая концентрация.Дц,Ток в цепи 1Импульс тока в трансФорматоре тока .преобразуется в импульс напряжения и за счет соответствующего включения вторичных обмоток суммируетсяи усиливается в высокоомном двухтактном усилителе.Так как выходное напряжение трансфсрматора тока пропорционально частоте сигнала, то компенсация этих иска"жений производится в корректирующемусилителе (амплитудно-частотная характеристика линейно совпадает с 60частотой).Источник опорного напряжения(100-500 В) может представлять собой преобразователь низкого (обычно)1,5 В) напряжения в высокое с соот ветствующим Фильтром. В спектре сиг-, нала необходимо подавить составляющие пульсации преобразователя, что и осуществляется режекторным фильтром. Сигнал, поступающий на регистратордС дМ(1)7 1 о дС 1о Дгде К - коэффициент пропорциональновоти,С щ С (1+К М(1Сигнал, поступающий на регистратор с интегратораК 2 К 1 КПоСоо(.- коэффициент, учитывающийразмеры и форму емкостногоизмерительного элемента ипараметры схемы.Из выражения (1) видно, что напряжение на одном входе регистраторапредставляет собой производную отпроцесса или, что то же самое, измеряется скорость процесса. Отсюда можно сделать вывод о высоком быстродей-.ствии устройства,Таким образом, на входе регистратора будет импульсное напряжение,пропорциональное измеряемой концен. -рации, а также импульсное напряжение,пропорциональное производной от концентрации аэрозоли - скорости измененияпроцесса.Отсутствие колебательной системыв измерительном контуре позволяет измерять быстроизменяющуюся концентрацию аэрозоли, например в процессах смикросекундным диапазоном длительности.формула изобретенияИзмеритель концентрации аэрозоли, содержащий емкостной первичный преобразователь и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения быстроиэменяющейся концентрации аэрозоли, в измеритель введены источник опорного напряжения, два трансформатора тока, высокоомный двухтактный усилитель, корректирующий усилитель, режекторный фильтр, интегратор, причем каждая из обкладок емкостного пер вичного преобразователя соединена с соответствующим полюсом источника опорного напряжения через первичную обмотку трансформатора тока, вторичные обмотки трансформаторов соединены со входом высокоомного двухтакт697899 Горчако оставителехредМ Корректор М, Пожо Редактор А, К Заказ 6556/13 ен Тираж 1073 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,ного усилителя, а его выход подключен ко входу корректирующего усилителя, выход которого подключен ко вхо-ду режекторного фильтра, выход которого соединен со входом интегратораи одним из входов регистратора, а выкод интегратора соединен с другимвходом регистратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 371492, кл. 6 01 И 27/22, 1971.,5 2. Авторское свидетельство СССР Р 457023, кл, 6 01 И 27/22, 1975