Устройство для измерения концентрации пыли

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля запыленности воздуха и может быть использовано в электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета по заданному алгоритму температуры и влажности. Устройство содержит газоионизирующее приспособление с воздуховодом и электродом ионизатора, высоковольтным преобразователем и вентилятором с электродвигателем, три чувствительных элемента в виде пьезоэлектрических датчиков, три измерительных канал, каждый из которых состоит из последовательно соединенных измерительного генератора, элемента И, счетчика и сумматора, три элемента кодирования, два сумматора, пять регистров памяти, дешифратор, блок управления со схемой формирования интервалов времени и блок индикации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1)5 G 01 N 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯЧ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4464637/31-25

{22) 22.07.88 (46) 23.09.90. Бюл. И 35 (71) Вильнюсский инженерно-строитель- ный институт и Научно-исследовательский институт электрографии (72) П.Б. Балтренас ll П.П. Вабалас (53) 539.215 {088.8) (56) Клименко Л.П . Методьl и приборы для измерения концентрации пыли.-М.:

Химия, 1978, с. 141 и 142.

Лвторское свидетельство СССР

В 1317326, кл. О 01 N 15/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГ!ГРБНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, предназна чено для контроля запыленности воздуха и может быть использовано в электронной

Изобретение относится к области измерительной технике, предназначено для контроля запыленности воздуха и может быть использовано в электронной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет учета по заданному алгоритму температуры и влажности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Ус трой ство содержит газ о иониз ируюфее приспособление 1 с воздуховодом 2 и электродом 3 ионизатора, первый 4, второй 5 и третий 6 чувствительные элементы, выполненные в виде пьезоэлементов, вентилятор с электродвигателем 7, высоковольтный преобразователь 8, первый 9, второй 10 и

ÄÄS0ÄÄ 1594381 А1

2 и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет учета по заданному алгоритму температуры и влажности. Устройство содержит газоионизирующее приспособление с воздуховодом и электродом ионизатора, высоковольтным преобразователем и вентилятором с электродвигателем, три чувствительных элемента в виде пьезоэлектрических датчиков, три измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных измерительного генератора, элемента И, счетчика и сумматора, три элемента кодирования, два сумматора, пять регистров памяти, дешифратор, блок управления со схемой формирования интервалов времени и блок индикации. 1 ил.

С: третий 11 измерительные генераторы, блок 12 управления со схемой формирования интервалов времени, первый 13 второй 14 и третий 15 элементы И, первый 16, второй 17 и третий 18 счетчики, первый 19, второй 20 элементы кодирования, первый 21, второй

22 и третий 23 сумматоры измеритель ных каналов, первый сумматор 24, третий элемент 25 кодирования, первый

26, второй 27, третий 28, четвертый

29 и пятьвr 30 регистры памяти, второй сумматор 31, дешифратор 32 и блок 33 индикации.

Чув стви тел ь ные элементы вмес те с измерительными генераторами, элементами И, счетчиками и сумматорами образуют три измеритальных канала.

159438

Устройство работает следущую образом.

После подачи напряжения питания на устройство чувствительные элеменI

5 ты 4:-- б, вклЬченные в частотно-за.дающие цепи измерительных генераторов 9 - 11 соответственно, задаюч частоты генерируемых генераторами сигналов. Спустя некоторое заданное время (не .меньше, чем время усреднения замера), на третьем выходе бло ка 12 управления появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов от генераторов 9 — 11 через элементы И

13 .— 15 на счетчики 16 — 18, и сигнал записи информации на счетчики

1б — 18, поступающий с четвертого выхода блока 12 управления. Чувствительный элемент 6 подвергается воздействию только температурь|, количество импульсов в счетчике 18 после истечения времени

1 4

S. — интегральный коэффициент чувствительности.

Второй член этого выражения является функцией температуры и может быть вычислен с помощью элемента 20 кодирования, выполненного, например, в виде постоянной репрограммируемой памяти.. Входным кодом элемента 20 является температура, а выходное слово элемента 20 имеет вид (+ S„. ДТ) +

Коды с выходом счетчика 17 и элемента 20 поступают на сумматор 22 второго канала, на его выходе имеет место код, являющийся эквивалентом влажности при данной температуре:

iS В + i(f + S dT) +

+. (f06 + S,6лТ) . 1 = СБЬ лв.

Чувствительный элемент 4 выполняет колебание с частотой

Kò fò "|

-25

+df ; df, = где à — собственная частота чувствио тельного элемента;

S — температурный коэффициент т изменения частоты; ЗО

ДТ - изменение температуры окружающей среды.

Код К с выхода счетчика 18 постут пает на.один из входов сумматора. 23 третьего канала. На другой его вход З5 подается константа К„. Если К, подобрана так, что К „:= 7ь f + 1, то сумматор 23 третьего каиала выполняет суммирование в дополнительном коде и на его выходе появляется код, являю- 40 щийся эквивалентом температуры:

ДК =К +K =- Б дТ. т т

Влагочувствительный элемент 5 выполнен в виде пьезоэлектрической 45 пластины покрытой сорбентом„и име.— ет прямой контакт с окружающей средой. тем самым подвергается воздействию и температуры на частоту резонатора. После истечения времени уср - 50 нения на выходе счетчика 17 появляется код (о + fâ + f,g " где ай = Sлд = S дт;

S — коэффициент чувствительности

6 по влажности;

d B — изменение влажности окружающей среды; п = о 1 м тп 1 в n .

Частота датчика запыленности является функцией осажденной массы пыли, температуры и влажности из-за влияния на частоту датчика всех этих параметров.

После:истечения . времени усреднения в счетчике 16 окажется код \ g(f + f + где 8f = С .аИ;

А йт и- Бт пЛТ, Л йб и Si ëÄÂ

С вЂ” коэЪЬициент чувствительности по массе;

ДМ вЂ” изменение массы пыли;

S — усредненный коэйфициент т,п чувствительности по темперач уре;

S - уср едн енный ко эффици ен т

&,и чувствительности по влажности.

После подстановки получают код на выходе счетчика 16 и первом входе сумматора 21

К = „ С ДМ+л Б ЛВ + л(Е + S ат) .

Выражение ь(Й + $ „ ДТ) являетI ся функцией температуры и может быть задано табличным способом на репрограммируемой постоянной памяти, реализованной в элементе 19 кодирова ния. В нем реализуется функция

ЮТ Т,„ 3 1

I вует на втором входе сумматора 21

1S94381 первого канала, код на его выходе пропорционален

i lC dM + ьS dH, В элементе 25 кодирования табличным способом реализована функция о Я,< 4В + 1 от аргумента 4В. Входные слова первого сумматора 24 на обоих его входах, соответственно: РС ДМ + с S 4Â; S 4В + 1.

Тогда вйходное слово этого сумматора 24

2С„„4М +» S „4В + 8 „4a++1 = С 4И.

\ 1

На шестом выходе блока 12 управления вырабатывается стробирующий импульс записи выходных слов сумматоров 23 — 24 в регисторы 30, 29 и 27 памяти соответственно.

Затем блок 12 управления вырабатывает на своем первом выходе сигнал включения электродвигателя 7 с вентилятором и на втором выходе — сигнал включения высоковольтного преобразователя 8.

Под действием вентилятора электродвигателя 7 запыленньп воздух проходит по воздуховоду 2, частицы пыли заряжаются в ионизирующей камере электродом 3, осаждаются на поверхность чувствительного элемента 4 и изменяют частоту его колебаний (из-за изменения резонансной частоты, имеющего место благодаря измененной массе резонатора).

Измерение частоты происходит аналогично, как и при измерении до осаждения пыли, только выходной код сумматора 24 пропорционален с С 4М, (411 — изменение массы пыли в рабоt чем режиме) и записывается в регистр

28 памяти по сигналу, выработанному на седьмом выходе блока 12 управления. Далее.на выходе сумматора 31 формируется код

После этого на пятом выходе блока

12 управления. вырабатывает"я импульс записи кода .С (4И, — 4 М ) регистр

: 26 памяти.

Информационные коды о запыленности, влажности и температуре через дешифратор 32 инфицируются на табло блока 33 индикации.

Формула изобретения

Устройство для измерения концентрации пыли, содержащее газоионизирующее приспособление, в камере которого установлены электрод ионизатора, первый чувствительный элемент, выполненный в виде пьезоэлектрическо-, го,цатчика и подключенный к входу первого измерительного генератора, высоковольтный преобразователь постоянного напряжения, выход которого

1О соединен с электродом ионизатора, второй чувствительный элемент, подключенный к второму измерительному генератору, двигатель с вентилятором для прокачки пылегазового потока, блок

15 управления, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами соответственно, двигателя и высоковольтного преобразователя постоянного напряжения, и блок нидикации, 20 отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет учета по заданному алгоритму температуры и влажности, устройство дополнительно содержит третий чувст25 вительный элемент, подключенный к третьему измерительному генератору и выполненный с возможностью защиты от воздействия влаги, три измерительных канала, каждый из которых состоит из

30 последовательно соединенных чувствительного элемента, измерительного генератора, элемента И, счетчика и сумматора, причем вторые входы элемента И и счетчика в каждом канале подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий элементы кодирования, первый, второй, третий, четвертый и

40 пятый регистры памяти и дешифратор, при этом, первьй вход первого сумматора подключен к выходу третьего элемента кодирования, вход которого соединен с выходом сумматора второго из45 мерительного канала и входом четвертого регистра памяти, выход сумматора третьего измерительного канала подключен к входам пятого регистра памяти, а также первого и второго элементов кодирования, выходы которых подключены соответственно к вторым входам суммматоров первого и второго измерительных каналов, а второй вход сумматора третьего измерительного канала выполнен с возможность

55 подключения внешнего кода, выход первого сумматора соединен с входами второго и третьего регистров памяти, выходы которых подключены к выходам вто1594381

Составитель Д. Громов

Редактор Н. Бобкова Техред М.Дидык " Корректор М. лароши

Заказ 2822 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101— рого сумматора, выход второго сумма". тора соединен с входом первого регистра памяти, выход которого подключен к первому входу дешифратора, второй и третий входы дешифратора . соединены с выходами соответственно четвертого и пятого регистров памяти, общий выход дешифратора. подключен к блоку индикации, управляющий вход

I первого регистра памяти соединен с пятым выходом блока управления, шестой и седьмой выходы которого подключены к соответствующим управляющим

5 входами второго, третьего, четверто-. го и пятого регистров памяти, при этом, второй и третий чувствительные элементы выполнены в виде пьеэоэлект10 Р