Магнитомеханический компенсационный газоанализатор

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации кислорода и других парамагнитных газов в газовых смесях. Магнитомеханический компенсационный газоанализатор содержит подвижный ротор (ПР) 1 с закрепленными на нем зеркалом 2 и двухконтурной управляющей обмоткой, подвешенный на токопроводящих растяжках между полюсными наконечниками магнитной системы. Датчик 6 угла поворота ПР 1 содержит оптоэлектронный преобразователь (ОЭП) 7 и дифференциальный усилитель 8. Имеются также сумматор 9, генератор 10 переменного напряжения, синхронный детектор Т1, следящая система 12.ОЭП 7 с открытым оптическим каналом может быть выполнен в виде светодиода 13 и фотодиодов 14, 15. Изобретение повышает точность измерения за счет исклюс чения аддитивной составляющей погрешности измерения. 7 ил. (Л Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 G 01 N 27/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l"

gg Г)ч

f»0

К А ВТОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬС ГВУ (21) 3968570/24-21 (22) 21. 10. 85 (46) 30. 12. 87. Бюл. ¹ 48 (72) В. А. Галков (53) 621. 317. 44(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 437007, кл. G 01 N 27/72, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1180773, кл. G 01 N 27/72, 1985 °

\ (54) ИАГНИТОИЕХАНИЧЕСКИИ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации кислорода и других парамагнитных газов в газовых смесях. Магнитомеханический компенсационный газоанализатор содержит подвижный ротор (ПР) 1 с закрепленными на нем зеркалом 2 и двухконтурной управляющей обмоткой, подвешенный на токопроводящих растяжках между полюсными наконечниками магнитной системы. Датчик 6 угла поворота ПР 1 содержит оптоэлектронный преобразователь (ОЭП) 7 и дифференциальный усилитель 8. Имеются также сумматор 9, генератор 10 переменного напряжения, синхронный детектор 11, следящая система 12.ОЭП 7 с открытым оптическим каналом может быть выполнен в виде светодиода 13 и фотодиодов 14, 15. Изобретение повышает точность измерения за счет исклю-

М чения аддитивной составляющей погрешности измерения. 7 ил.

46 2 преобразователя 7 относительно полюсов 5 магнитной системы и соответствующим смещением нуля . дифференциального усилителя 8.

Следящая схема 12 должна обеспе чить малость рассогласования следящей системы, которая является замкнутой управляемой системой и состоит из ротора 1 с управляющей обмоткой

3, датчика 6 угла поворота ротора и следящей схемы 12. При этом частоты, на которых обеспечивается малость рассогласования, должны быть близки к частоте генератора 10 (совпадать с его основной гармоникой). Это достигается, если выбрать частоту генератора 10 совпадающей с резонансной частотой ротора 1, подвешенного на токопроводящих растяжках 4, а схему

12 выполнить.в виде усилителя с передаточной функцией

G(p) G (+ Р в + 1+ р< z ь z где Я, ь„=1/3; с, — резонансная частота ротора

1, подвешенного на токопроводящих растяжках 4.

Значение G выбирается таким, чтобы значение передаточной функции разомкнутой управляющей системы при частоте и = 1 (, о было 13. Вестодное напряжение генератора П(с) должно при этом подчиняться условию

J и<с) бс = О, 0 где Т = период;

К = 1,2,3,..., т.е. быть симметричным по времени или по форме. Симметричными должны быть ротор 1, датчик 6, магнитная система 5 и обмотка 3. !

Таким образом, предлагаемый газоанализатор характеризуется повышенной точностью измерений за счет ослабления влияния.на выходной сигнал изменения положения прибора и внешних медленно меняющихся воздействий, Кроме того, повышается быстродействие прибора за счет возможности увеличения скорости газообме-. на вокруг ротора, повьппается устойчивость прибора к тряскам и вибрациям за счет снижения чувствительности к положению датчика. угла поворота ротора.

Симметричность датчика 6 угла поворота ротора достигается идентичностью фотодиодов 14 и 15, соответствующим расположением оптоэлектронного

1 13630

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации кислорода и других парамагнитных га5 зов в газовых смесях.

Целью изобретения является повышение точности газоанализатора за счет исключения аддитивной составляющей погрешности измерения. Е0

На фиг. 1 приведена структурная схема магнитомеханического компенсационного газоанализатора; на фиг.2, 3 и 4 — пример выполнения управляющей обмотки в аксонометрической и двух прямоугольных проекциях (на фиг. 1 и 2 магнитная система показана лишь в части полюсных наконечников; плоскостью симметрии является плоскость XZ на фиг. 2); на фиг. 5, 6 и

7 — различные положения ротора относительно магнитной системы во время работы прибора.

Газоанализатор содержит ротор 1 с закрепленными на нем зеркалом 2 25 (фиг. 1) и управляющей обмоткой 3 (фиг.2), подвешенный на токопроводящих растяжках 4 между полюсными наконечниками 5 магнитной системы. Датчик

6 угла поворота ротора содержит, помимо зеркала 2, оптоэлектронный пре образователь 7 и дифференциальный усилитель 8, выходной сигнал которого является выходным сигналом датчика 6 угла поворота ротора и подается на первый вход сумматора 9. Второй вход сумматора 9 подключен к генератору 10 переменного (синусоидального) напряжения и входу синхронного детектора 11.

Выход сумматора 9 подключен через 40 следящую схему 12 и токопроводящие растяжки 4 к управляющей обмотке 3 и информационному входу синхронного детектора 11, выход которого является выходом прибора.

Оптоэлектронный преобразователь 7 с открытым оптическим каналом может быть выполнен в виде светодиода 13 двух фотодиодов 14 и 15. Светодиод

13 запитан постоянным током от источника 16, а выходы двух фотодиодов 14 и 15 подключены к дифференциальному усилителю 8. Обмотка 3 выполнена в виде двух контуров 17 и 18 (в каждом зазоре между наконечниками 5). з 1З

Формула изобретения

Магнитомеханический компенсационный газоанализатор, содержащий подвижный ротор с подвесом, расположенный в зазоре магнитной системы, датчик угла поворота ротора, последовательно соединенные следящую схему и управляющую обмотку, расположенную на роторе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен генератором переменного напряжения, сумматором и синхронным детектором, при этом магнитная система, датчик угла поворота ротора и ротор выполнены симметричными относительно плоскости, проходящей через ось подвеса, управляющая обмотка выполнена двухконтурной, выход датчика

63046 угла поворота ротора соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом генера5 тора переменного напряжения и тактовым входом синхронного детектора, информационный вход которого соединен также с выходом следящей схемы, вход которой соединен с выходом сумматора, 10 а выходной сигнал U(t) генератора переменного напряжения удовлетворяет условию т

2К<

15 U(C) c1t = О, где Т вЂ” период выходного сигнала генератора переменного напряжения;

К вЂ” натуральное число.

1363046

Фиа 3

Фиг.5

Составитель С. Шумилишская

Техред М.Ходанич Корректор О. Кравцова

Редактор И. Рыбченко

Заказ 6396/32 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4