Регулятор концентрации атмосферных ионов

Союз СоветскиМ СоциалистическиМ Ресоублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву М. Кл.з 6 05 Р 21/О явлено 25.03.74 (21) 2007926 единением заявкип Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(53) УДК 62-50(088,8 5) Дата опубликования описания 06.04.78 2) Авторы изобретения Маковеев и В еута,охабе(71 Заявитель аискии ордена Трудового Красного Знамениавиационный институт им. А. Н. Туполева ЕНТРАЦ 4 РЕГУЛ ТОР АТМОСФЕРНЪХ ИОНОВ зователя, соединенного через блок управления с ионизатором 2.Такое устройство имеет относительно низкую точность регулирования концентрации ионов из-за применения аналоговых блоков сравнения, которым свойственен дрейф нуля. Кроме того, к недостаткам этого устройсгва следует отнести отсутствие индикации о концентрации ионов в атмосфере, что су аст возможности его применения, а введение в него блока индикации с блоком прсооразования сигнала неоправданно усложняет электрическую схему вссго устройства.Цель изобретеш,я - повышение точности измерения и регулирования.Это достигается за счет введения преобразователя аналог в к, счетчика импульсов и блока цифровой индикации, соединенного с выходами счетчика импульсов, счетный вход счетчика импульсов подключен к выходу прсобразователя аналог - код, вход которого соединен с блоком защиты камеры, установочный вход счетчика - к псрвому выходу формирователя импульсов управления, а выходы счс 1- чика - к входам задатчпка регулируемой концентрации ионов, выходом свя- аииого со счетным входом первого триггера, выход которого соединен со счетным входом вторсио триггера. Задатчик регулируемой концентрации ионов содержит последовательно соедит длявания ст ского 5 нного ы, соаторы ционзо чей 10 Изобретение относится к устройствахавтоматического измерения и регулироконцентрации ионов в помещениях с евенной или искусственной атмосферой.Известно устройство для автоматичизмерения и регулирования ионизациосостояния воздушной или газовой среддержащее спектрометр ионов, генераэрозолей, регулятор и релейно-коммутаную схему управления генератором аэро11. Недостатком этого устроиства является низкая точность регулирования, обусловленная двухпозиционным методом регулирования,Известен также наиболее близкий к предложенному регулятор концентрации атмосферных ионов, содержащий ионную камеру, соединенную через реле с блоком защиты камеры, задатчик регулируемой концентрации ионов, первый и второй триггеры, выходы которых соединены с входами первого дешифратора, а установочные входы триггеров и один вход первого дешифратора - с выходами формирователя импульсов управления, к третьему выходу которого подключено реле, выходы первого дешифратора подсоединены к входам реверсивного счетчика, установочные входы которого связаны с задатчиком исходного состояния, выходы реверсивного счетчикак входам цифроаналогового иреобрар) 6 О 0538ненные второй дешифратор и переключатель, входы второго дешифратора подключены к входам задатчика регулируемой концентрации ионов, а выходы переключателя - к выходу задатчика.На чертеже представлена структурная схема регулятора концентрации атмосферных ионов.Регулятор концентрации атмосферных ионов содержит источник 1 питания ионной камеры, соединенный с ионной камерой 2, второй электрод которой через реле 3 подключен к блоку 4 защиты камеры и входу преобразователя 5 аналог - код, Ионная камера 2 снабжена воздуходувкой б. Установочные входы реверсивного счетчика 7 соединены с задатчиком 8 исходного состояния, который механически связан с задатчиком 9 регулируемой концентрации ионов (если регулируемая концентрация ионов одна, то этои связи может не быть), состоящим из второго дешифратора 10, соединенного с переключателем 11 (при одной регулируемой концентрации ионов переключатель 11 может отсутствовать).Выходы реверсивного счетчика 7 соединены через цифроаналоговый преобразователь 12 с блоком 13 управления ионизатором 14. Реле 3 соединено с выходом формирователя 15 импульсов управления, а формирователь 15 другим выходом - с установочным входом счетчика 1 б импульсов, связанного по выходу с блоком 17 цифровой индикации, а по входу - с преобразователем 5 аналог - код. К тому же выходу формирователя 15 импульсов управления подключены установочные входы первого 18 и второго 19 триггеров, а к третьему выходу формирователя - один из входов первого дешифратора 20. Входы задатчика 9 регулируемой концентрации ионов соединены с выходами счетчика 16 импульсов, выход - со счетным входом триггера 18, один выход которого подкллочен к счетному входу триггера 19, а выходы обоих триггеров - с входами дешифратора 20, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика 7.Работает регулятор концентрации атмосферных ионов следующим образом.При включении напряжения питания всеблоки оказываются под напряжением. От источника 1 питания ионной камеры течет ток заряда через ионную камеру 2, нормально замкнутый контакт реле 3, блок 4 защиты и входное сопротивление преобразователя 5 аналог - код. Ионная камера 2 заряжается, и между ее электродами создается электрическое поле. Включается воздуходувка б и начинает протягивать воздух между электродами ионной камеры 2, электрическое поле внутри которой осаждает ионы заданного знака па верхний (по чертежу) электрод ионной камеры 2.Рсвсрспвый счетчик 7 при помощи задатчика 8 занимает исходное состояние, определяемое задатчпком 9 регулируемой концентрации ионов путем установки соединенного с дешиф пи 1 еИ) 30Сгде У - амплитуда импульса, в;гг - концентрация ионов заданного знакав единице объема воздуха, ион/см,о - количество воздуха, продуваемогочерез ионнуло камеру 2 воздуходувкой 6 в единицу времени, схлзгс;1 - время разомкнутого состояния кон.такта реле 3, с;е = 1,6 10-" кулона - заряд иона;40 С - суммарная емкость ионной камеры 2и входных цепей преобразователя 5 аналог - код, Ф.На выходе преобразователя 5 аналог - кодпоявляется серия импульсов, количество кото рых пропорционально амплитуде входного импульса напряжения и соответственно концентрации ионов, поскольку, согласно соотношению (1), концентрация ионов прямо пропорциональна амплитуде импульса напряжения, 50 сформировавшегося на входе преобразователяаналог - код.Эта серия импульсов поступает на входсчетчика 16 импульсов. Количество импульсов, пересчитанное в количество ионов, фиксирует ся блоком 17 цифровой индикации, В процессе работы счетчика импульсов его состояние все время сравнивается с кодом, установленным в задатчике 9 регулируемой концентрации ионов, за счет подключения одного из 60 выходов дешифратора 10 при помощи переключателя 11 к счетному входу триггера 18, В целом задатчиком регулируемой концентрации ионов задается верхняя и нижняя граница концентрации ионов, которая должна поддер живаться в атмосфере помещения. 35 ратором 10 переключателя 11 в соответсТвующее положение. Выходной код реверсивного счетчика 7, преобразованный цифроаналоговым преобразователем 12 в аналоговую велиб чину, поступает на вход блока 13 управления,который дает команду на излучение ионизатором 14 вполне определенной концентрации ионов, достаточно близкой к заданной для регулирования, Затем формирователь 15 им пульсов управления размыкает контакт реле3 на строго определенное время, в течение которого за счет ионов, осаждаемых электрическим полем на верхний (по чертежу) электрод ионной камеры 2, на последнем начи пает расти потенциал относительно общей шины. Перед окончанием времени накопления сигнала на ионной камере 2 от формирователя 15 импульсов управления подается сигнал сброса в нулевое состояние на установочные 20 входы счетчика 16 импульсов с блоком 17цифровой индикации и триггеров 18 и 19. Затем формирователь импульсов управления обесточивает реле 3 и его контакт замыкается, В момент замыкания контакта реле 3 на вхо де преобразователя 5 аналог - код формируется короткий импульс напряжения, амплитуда которого равна5 10 60 Если концентрация ионов находится в заданных пределах, то со счетчика 16 импульсов через задатчик 9 регулируемой концентрации ионов на счетный вход триггера 18 проходит один импульс, который опрокидывает триггер 18 из нулевого состояния в единичное. Когда концентрация ионов меньше заданной, то через задатчик регулируемой концентрации ионов на счетный вход триггера 18 не проходит ни одного импульса. Если концентрация ионов больше заданного значения, то на счетный вход триггера 18 подаются два импульса,Количество импульсов, поступившее на вход триггера 18, запоминается триггерами 18 и 19. После окончания счета импульсов счетчиком 16 из формирователя 15 подается импульс разрешения на один из входов дешифратора 20. Этот импульс разрешения и состояние триггеров 18 и 19 определяют вид сигнала, который попадает с дешифратора 20 на один из входов реверсивного счетчика 7. Если на вход триггера 18 не поступило ни одного импульса (концентрация ионов меньше заданной), то с дешифратора 20 на вход реверсивного счетчика 7 импульсов проходит сигнал по шине, например, сложения. Реверсивный счетчик 7 изменяет свое состояние на одну единицу в сторону увеличения записанного в нем ранее при помощи задатчика 8 исходного состояния числа, в результате чего меняется напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 12, которое через блок 13 управления увеличивает концентрацию ионов, излучаемую ионизатором 14.Если на вход триггера 18 подается один импульс (концентрация ионов находится в задапных пределах), то после появления импульса разрешения на входе дешифратора 20 с его выхода на вход реверсивного счетчика 7 не поступает никакого сигнала и ионизатор 14 излучает то же количество ионов,Когда на вход триггера 18 проходит два импульса (концентрация ионов больше заданного значения), то после появления импульса разрешения на входе дешифратора 20 с его выхода поступает сигнал на вход реверсивного счетчика 7 по шине вычитания, который уменьшает ранее записанное в нем гпсло па одну единицу. В результате через цифроаналоговый преобразователь 12 и блок 13 управления на ионизатор 14 подается команда на уменьшение излучаемой концентрации ионов. Так заканчивается первый цикл измерения и регулирования.Затем через время, достаточное для установления нового распределения концентрации ионов в пространстве помещения, цикл измерения и регулирования повторяется.Достоинства такого регулятора концентрации атмосферных ионов состоят в том, что точность измерения и регулирования концент 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 рации ионов не зависит от времени, так как в нем отсутствуют аналоговые элементы, обладающие дрейфом нуля; он удобен в эксплуатации, по блоку цифровой индикации всегда можно проверить правильность работы всей системы регулирования; измерительная часть вплоть до блока цифровой индикации работает независимо от исполнительных блоков и может быть использована самостоятельно как счетчик ионов, например, для определения пространственного распределения ионов. Формула изобретения 1. Регулятор концентрации атмосферных ионов, содержащий ионную камеру, соединенную через реле с блоком защиты камеры, задатчик регулируемой концентрации ионов, первый и второй триггеры, выходы которых соединены с входами первого дешифратора, а установочные входы триггеров и один вход первого дешифратора соединены с выходами формирователя импульсов управления, к третьему выходу которого подключено реле, выходы первого дешпфратора соединены с входами реверсивного счетчика, установочные входы которого соединены с задатчиком исходного состояния, выходы реверсивного счетчика подключены к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного через блок управления с ионпзатором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены преобразователь аналог - код, счетчик импульсов и блок цифровой индикации, соединенный с выходами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя аналог - код, вход которого соединен с блоком защиты камеры, установочный вход счетчика импульсов соединен с первым выходом формирователя импульсов управления, а выходы счетчика импульсов соединены с входами задатчпка регулируемой концентрации ионов, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соединен со счетным входом второго триггера.2. Регулятор по и. 1, отличающийся тем, что задатчпк регулируемой концентрации ионов содержит последовательно соединенные второй дешифратор и переключатель, входы второго дешифратора подключены к входам задатчика регулируемой концентрации ионов, а выходы переключателя - к выходу задатчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР244512, кл. Л 61 М 16/02, 1967.2. Заявка197515924, кл. 6 05 Р 21/02, 1973, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.Подписи о Заказ 369 С Типография, пр. Сапунова Изд.339 О Государственного комитета по делам изобретении 113035, Москва, Ж, РауТираж 1047 вета Министров открытий кая наб., д. 4/5