Устройство для измерения конценрации дисперсной фазы аэрозоля

цецтрации лисперсцой Фазы аэрозоля;ца фиг.2 - временные эпюры сигналов.Устройство содержит Н каналов,каждый из которых содержит последователь 5 цо установленные по ходу движения аэрозоля в цилиндрическом газоходе 1 -111 зарядную камеру 2 -2 ц типа игла-рлицдр и измерительную камеру 3 -З,индукционного типа, Цилиндр 4 -4 зарядной камеры 2-214 подключен к выходу управляемого высоковольтного импульсного источника питания 5, а второй электрод-игла 6-бц заземлен., Каждая измерительная кдмера 3-3 И подключена к входу соответствующих избирательных усилителей 7 -7 ц с регулируемыми коэффициентами усиления.Выход каждого из усилителей 7 -7 соединен с информационным входом аналоговых ключей 8 -Я, выходы которых объединены и соединены с синхронным детектором 9, состоящим из резистора 10, подключенного к общей точке соединения обкладок одинаковык конденсаторов 11-13 и ключей 14-1 б, коммутирующих вторые обкладки конденсаторов 11-13 к общему проводу устройства. Общая точка соединения обкладок конденсаторов 11-13 являющаяся30 выходом синхронного детектора, соединена с последовательно включеццымц 1,амплитудными детектором 17, аналогоцифровым преобразователем 18 и преобразователем кода 19. Выход аналого-цифрового преобразователя 18 соеди.35 ;цен с инФормационным входом блока 20 фиксации уровця запыленности и первым входом индикатора 21. Выход преобразователя кода 19 соединен с установочным входом индикатора 21 и уп 40 равляю.;ими входами усилителей 7 -71.Бпок 20 фиксации уровня запыпенности содержит И регистров 22-22. Выходы блока 20 фиксации уровня запыленности объединяются арифметическим суммато 45 ром 23. Вькод сумматора 23 через нормирующий элемент 24, выпопценный, например, в виде делителя ца И, соединен с вторым входом индикатора 21. Генератор импульсов 25 подключен к входу кольце:-ого сдвигового регистра 26,выоды которого соединены с управлякюими входаии ключей 14-16. Управляющий выход синхронного детектора 9, подключенный к управляющему входу клю" ча 14, соединен с входом делителя частоты 27. Выход делителя частоты 27 соединен с блоком 28 формирования управляющих сигналов, И выходов которого соединены соответственно с управляющими входами аналоговых кдючей 81-81 и первыми входами блока 29 Формирования сигналов выборки, вторые входы которого объединены и соединены с выходом делителя частоты 27. Блок 28 формирования управляющих сигцапов может быть выполнен, например, в виде счетчика импульсов, 30, соединенного с дешифратором 31. При этом счетчик импульсов 30 реализован на элементах, срабатывающих по срезу входных сигналов, например 1 К-триггера К 155 ТВ 1, а блок 29 формирования сигналов выборки содержит И логических элементов 2 И 32-321.Обработка информации может осуществляться с использованием микропроцессорных комплектов, В частности, синхронный детектор, аналого-цифровой преобразовател , преобразователь кода, блок фиксации уровня запыленности, сумматор и нормирующий элемент могут быть выполнены на базе одцокристалльной микроЭВИ КИ 1813 ВЕ 1. Число конденсаторов 11-13 для простоты ограничено тремя. В этом случае екважность импульсов на управляющем выходе синхронного детектора 9 равна трем.Устройство работает следующим образом.Лоток аэрозоля прокачивается через все И газоходов 1-1. Каждый иэ П каналов периодически подключается с помощью аналоговых ключей 8.-8 к входу синхронного детектора 9. Таим образом, в каждый момент времени в устройстве работает только один канал и измеряется значение запыпенности в одной точке, например первый, При этом поток аэрозоля с постоянной скоростью пропускается через газоход 1 . В зарядной камере 2 1 во время импульса коронного разряда об" разуется поток униполярных ионов. Частицы аэрозоля, пересекающие этот поток унипопярных .ионов, приобретают заряд, величина которого зависит от параметров потока ионов и размеров частиц. Поскольку питание на зарядную камеру подается импульсно, то гб,разуются пачки заряженных частиц, чередую-неся с пачками незаряженных частиц. Плотность объемного заряда в пачке заряженных частицпропорцио 1 ЫН 033101520 из условия оптимального отношениясигнал/шум на выходе устройства. Величина заряда каждого из конденсаторов определяется амплитудой полезного сигнала, временем усреднения ифаэовым сдвигом относительно импульсов, запускающих импульсный источникпитания 5. Фазовый сдвиг определяется временем переноса заряженных частиц от зарядной камеры 21 до измерительной камеры 31. При постояннойскорости потока аэрозоля фазовыйсдвиг будет оставаться постоянным.Сигнал с выхода синхронного детектора 9 поступает на вход амплитудного детектора 17, на выходе которогообразуется напряжение постоянноготока, йропорциональное концентрацииаэрозольных частиц, Это напряжениепоступает на аналого-циФровой преобразователь 18 и далее на преобразователь кода 19, который вырабатывает позиционный код сигнала управления усилителем 71, При включенииустройства с выхода преобразователя,кода 19 поступает сигнал, который 35405055 нальна концентрации частиц, а также зависит от среднего размера. В потоке аэрозоля после зарядной камеры 21 образуется периодгческая последовательность пачек заряженных частиц,Каждая пачка заряженных частиц наводит на измерительной камере 31 заряд, величина которого пропорциоцальна заряду пачки. На входе усилителя 7 1 наведенный заряд преобразуется внапряжение, частота изменения которого определяется частотой следования пачек и соответственно частотой зажигания коронного разряда. Усиленное по амплитуде напряжение первой гармоники совместно с шумовой составляющей с выхода усилителя 71 через аналоговый ключ 8 поступает на вход синхронного детектора 9, где оцо через резистор 10 поступает на общуюточку соединения обкпадок конденсаторов 11-13. Вторые обкладки конденсаторов 11-13 периодически синхронно с частотой импульсов, запускающих импульсный источник питания 5, замыкаются ключами 14-16 на общий провод устройства. Время усреднения полеэного сигнала определяется постояннойвремени заряда конденсаторов 11-13,продолжительностью периода работы кацала, задаваемой: коэффициентом деления делителя частоты 27, и выбирается устанавливает максцмалыш й коэффици-. ент усиления усилителя 7, Прц увеличении концентрации аэроэсяя и достижении кода верхнего уровня с 1)абатывация с выхода преобраэователя кода 19 поступает сигнал, уменьшающий коэффициент усиления усилителя 7, и устанавливающий на установочном входе индикатора 21 значение пересчетцого множителя, соответствующего установленному коэффициенту преобразования устройства и определяющего класс чистоты помещения, При уменьшении концентрации аэрозоля значение сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя 18 уменьшается и при достижении заданного нижнего порога срабатывания преобразователь кода 19 вырабатывает сигнал предыдущего состояния с бопьшим коэффициентом усиления усилителя 7 . Сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 18 поступает также на вход блока 20 Фиксации уровня эапыпенности и на первый вход индикатора 21. В блоке 20 Фиксации уровня запыленности запоминаются сигналы каждого из Я каналов. Выборка канала для запоминания информации в регистрах 221-2211 осуществляется сигналами, постугающими из блока 29 Формирования сигналов выборки. Эти же сигналы, поступая на адресные входы индикатора, определяют положение элемента матрицы запыленности помещения, в результате чего на экране индикатора отображается картина уровней запыленности в различных точках помещения, Общий уровень запыленности помещения определяется усреднением уровней запыленности в его различных точках. Для этого выходные сигналы блока 20 Фиксации уровня запыпецности суммируются в сумматоре 23 и нормируются в нормирующем элементе 24 путем деления общей суммы на Б, С выхбда нормирующего элемента 24 сигнал поступает на второй вход индикатора 21. Этот сигнал характеризует средний уровень запыленности помещения в пределах того класса чистоты, который определяется сигналом на установочном входе индикатора 21.При выбросах запыленности класс чистоты помещения отклоняется от требуемого значения (класс 10, 100).Тогда уровень запыленности в различных точках ицлицируется на инликато 16580 ЗЗре 21 при подаче сигнала с выходааналого-цээФрового преобразователя 18на первый вход индикатора в соответствии с адресом И-й точки цзмере 5нця, подаваемого ца адресные входыиндикатора с И-го ньэхода блока 29сформирования сигналов выборки,Импульсы с одного из выходов кольцевого сдвигоного регистра 26 (управ ляющий выход синхронного детектора)поступают на управляющий вхоц импульсного источника питания 5 и наделитель частоты 27, Выходные сигналы делителя чатоты 27 управляют работой блока 28 Ьормировация управляющих сигналов, определяющего порядокподключения измерительных каналов,и блока 29 формцроээация сигналонвыборки .20При включении устройства на пер" э 1 ом ниходе блока 28 формирования управляющих сигналов появляется сигнал, открывающий аналогоный ключ 8 и подключающий тем самым первый канал к синхронному детектору 9. С появлением фронта импульса Ц ца .выходе де" лителя частоты 27 (см. фиг.2 а) ца ньэходе логического элемента блока 29 30 сЬормироээация сигцалон выборки формируется сигнал 13 б, (см. фиг,2 г), ко" торым осуществляется запись цифро- .вого кода уровня запыпенцости в первой точке в регистр 221 блока 20 фик- . сации уровня запыленности . Одновременно этот уровень запыленности иидицируется на экране индикатора 21 в виде элемента матрицы. По срезу импульса Б на ньмоде делителя час тоты 27 (си. фиг,26) в блоке 28 формирования управляющих сигналов счетчиком 30 импульсов и дешифратором 31 формируется сигнал 0 на включение второго измерительного канала (вклю чается ключ 8) (ом. фиг.2 в), при этом первый измерительный канал отключается (размьэьастся ключ 8 ) и т,д, Работа последующих каналов аналогична.50Введение Пканалов позвоцяетизмерить интегральную и локальную запыпенность помещения, создать матрицу запыленности помещения, а усреднение уровней запыленности в различных точках позволяет повысить достоверность измерения класса чистоты помещения. формул а изобретенияУстройство дпя измерения концентрации дисперсцой фазы аэрозоля,содержащее первый канал, включающий последовательно установленные по ходу движения аэрозоля зарядную камеру, подключенную к выходу импульсного источника питания с управляющим входом, измерительную камеру, выход которой подключен к избирательному усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, а также последовательно соединенные синхронный детектор, управляющий выход которого соединен с управляющим входом импульсного источника питания, амплитудный детектор,аналого-эвэфровой преобразователь, преобразователь кода, выход которого связан с управляющим входом усилителя и установочным входом индикатора, выход аналого-цифрового преобразователя также соединен с первым входом индикатора, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повыщеция достоверности измерения класса чистоты помещения, в него введены Иканалов (где И - число точек измерения), в каждом из И каналов вьэход избирательного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с информационным входом аналогового ключа, выходы всех каналов объединены и соединены с входом синхроцнога детектора,а также блок Ьиксации уровня запыленности, сумматор, цормцрующий элемент, блок формирования сигналов выборки, делитель часготы, блок формирования управляющих сигналон,. выходы которого соединены с управляющими входами Ы аналоговых ключей и первыми входами блока формирования сигналов выборки, вторые ээходы которого объединены и соединены с выходом делителя частоты и с входом блока формирования управляющих сигналов, причем управляющий выход синхронного детектора соединен с входом делителя частоты, а выход аналого-цифрового преобразователя - с информационным входом блока фиксации уровня запыпенности, выходы которого через сумматор соединены с входом цормцрующего элемента, выход которого соединен с вторым входом индикатора, причем выходы блока формирования сигналов выборки соединены.соответственно с входами выборки блока фиксации уровня запыленности и с адресными входами индикатора.Составитель Е,Карманова Техред М,Моргеитал Корректор Н,Ревская Редактор Т.Иванова Заказ 2430 Тиразк 390 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101