Устройство для счета ионов Советский патент 1983 года по МПК G06M11/00 G01T1/185 

Изобретение относится к пробеги, для измерения концентрации и спектра атмосферных ионов. По основному авт.св. О 474827, . известно устройство для счета ионов содержгицее ионизационную камеру, по ключенную к источнику питания и к ключу, соединенному с блоком управления и со входом усилителя, выход которого подключен ко входу амплитудно-временного преобразователя, выход которого подключен ко входам двух элементов И, Выход первого эле мента И соединен со входом триггера, а выход второго элемента И подключен к генератору импульсов. Выхо триггера соединен со входами первог и второго элементов И, а выход второго элемента И подключен к счет чику. Один из входов триггера соединен с шиной сброса ij . Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенности / обусловленная тем, что при отсутств сигнала на входе усилителя после замыкания ключа (концентрация ионов равна нулю) измерительный тракт ока зывается открытым для прохождения п мех со входа на выход (например, от источника питания камеры через камеру, ключ на вход усилителя и дале на счетчик импульсов). Эта помеха регистрируется в счетчике как полезный сигнал. Связано это с тем, ч вход счетчика блокируется для прохо дения счетных импульсов только по : заднему фронту выходного сигнала ам плитудно-временного преобразователя которьм, в случае отсутствия полезного сигнала, является сигнал помех Цель изобретения-повышение помехо .шищенности устройства для счета ионов Поставленная цель достигается тем что а устройство для счета ионов введе.ны одновибратор,третий элемент И иинвертор, вход которого подключен к выходу амплитудно-временного преоб раэователя, а выход - к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, вход запуска которого подключен к шине сброса, выход третьего элемента И соединен с третьим входом триггера. На фиг. 1- приведена блок-схема ус, тройства для счета и.онов}ца фиг.2 график работы отдельных узлов устрой ства для счета ионов. На фиг,2 обозначено: 2а - за 9исимость сигнала на выходе блока 4 от времени 2в- зависимость сигнала на шине сброса от времени, / 2с - зависимость сигнала на выходе блока 5 от-времени, 2d - зависимость сигнала на выходе блока 6 от времени, 2е - зависимость сигнала на выходе-блока 15 от времени, 2f зависимость сигнала на выходе блока от времени, 2q - зависимость сигна.ла на выходе блока 8 от времени. Устройство для счета ионов содержит ионизационную камеру 1, одним электродом соединенную с источником питания 2, а вторьм - с ключом 3, управляемым блоком управления 4. Ключ 3 соединен со входом усилителя 5, нагруженного на амплитудно-временной преобразователь б, выход которого подключен ко входам двух элементов И 7 и 8. Выход первого элемента И 7 соединен со входом триггера 9, а вход второго элемента И 8 подключен к генератору импульсов 10. Выход триггера 9 соединен со входами первого и второго элементов И 7 и 8, а выход второго элемента 8 подключен к счетчику 11. Шина сброса 12 соединена с одним из входов триггера, шиной сброса счетчика 11 и с запускающим входом одновибратора 13, выход которого соединен со входом третьего элемента И 14, выхбд которого подключен к третьему входу триггера 9, а второй вход - к выходу инвертора 15, вход которого соединен с выходом амплитудно-временногопреобразователя 6. Одновибратор 13, третей элемент И 14 и инвертор 15 выполд няют функцию блокировки счетчика 117 / Устройство работает следующим образом. При продувке исследуемого воздуха или другого газа через ионизационную камеру 1 за счет электрического поля, созданного источником питания 2, ионы из газа осаждаются на электроды камеры 1. После размыкания ключа 3 блоком управления 4 (фиг..la) на верхнем электроде камеры 1 за счет ионов создается заряд Q CU nVte, где Q - заряд, Кл; с - емкость камеры, Ф; U - потенциал, созданный иона, ми, в;- ; п - концентрация ионов в см воз духа; ; V - объемный расход воздуха через камеру см /с; t - время разомкнутого состояния ключа 3, с; . е 1,6 К - заряд иона. ; При замыкании ключа 3 на входе усилителя 5 появляется импульс (фиг. 2-) разряда камеры 1, ампли;гула которого где сЬх - входная емкость усилителя 5. Таким образом, согласно соотношению (2) вся информация о концентрации ионов заложена в амплитуде первого импульса. Этот импульс усиливается усилителем 5 и поступает на вход амплИтудно-временного преобразователя после которого появляется преобразованный импульс в тот момент, когда амплитуда входного импульса перехо- дит через максимум (фиг.2(1). Импульс с выхода амплитудно-временного преобразователя поступает на входщ элементов И 7 и 8 и инвертора 16. Поскольку перед замером на триггер 9 был подан сброс (фиг.2в), то на его выходе (Фиг.2) а значит и на вторых входах элементов И 7 есть потенцигш.. Поэтому, счетные импуЛъсы от генератора 10 проходят через второй элементИ 8 и считываются счетчиком 11 (фиг.2д). Так как с выхода амплитудно-временного преобразователя единичный сигнал поступает на инвертор, а затем проинвертированный - на первый вход третьего элемента И, то импульс блокировки с выхода одновибратора (фиг.2) не проходит на третий вход триггера 9 и не переворачивает его. Триггер 9 перевернётся только по окончании последнего импульса с выхода амплитудно-временного преобразователя {фиг.2О. Как только импульс кончится то элемент И 8 за крываётся и сметчик 11 прекращает счет, задний фронт этого импульса опрскндаюает триггер 9, которой блокирует входы элементов И 7 и В.

Если С1сгнал с ионизационной камеры отсутствует, то в этом случае импульс с выхода амплитудно-временного преобразователя отсутствует. Триггер 9 предварительно подал ш пульс сброса, следовательно, на его врлсоде есть, потенциал, который открывает ка-.

нал измерения. Для того, чтобы канал измерения снова закрыть, служит схема блокировки, которая на время t выбирает импульс блокировки (фиг.2e),j который проходит через элемент И 14

0 на третий вход триггера 9 и опрокидывает его, тем самьм закрюая 1канал измерения. После этого помеха, ,(поступающая на вход амплитудно-времев ного преобразователя, не проходит . ,

5 на счетчике, так как его вход блокирован. прохождение помехи на вход счетчика только на время ; )-t. Время С выбирается из

услов-ия

Ч 1

л л

где 2 время появления полезного

импульса. Это время может быть сделано менее

1 мс, а то ремя кгис весь процесс измерения обычно занимает время б С4

Преимуществом предлагаемого устройства является то, что в отсутствии полезного сигнала счетчик импульсов блокируется и любая помеха, которая может быть преобразована как полезный сигнал, счетчиком не регистрируется.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ИОНОВ ПО авт.св. 474827, о т л и ч а юц е е с я тем,, что, с целью повышения помехоэащиценности устройства, в него введены одновибратор, третий И и инвертор, вход которого подключен к выходу амплитудно-временного преобразов ателя, а выход - к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вы ходом одновибратора, вход запуска которого подключен к шине сброса, выход третьего элемента И соедниен с третьим входом триггера. ю Ор со ф 1чЭ