Концентратомер Советский патент 1984 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к электрическим измерениям физических величин, а именно к измерениям концентрации витающей в атмосфере пылр а может быть использовано для определения концентрации жидких растворов и газообразных веществ.

Известно устройство для определения концентрации пыли, содержащее последовательно соединенные генератор тока, излучатель, исследуемую среду и фотоприемник 1.

Недостатком устройства является сложность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является концентратомер, содержащий последовательно включенные генератор тока, излучатель, оптически связанный чере исследуемую среду с фотодиодом, включенным на входе операционного усилителя,, охваченного отрицательной обратной связью, включающей резистор и цифровой регистратор 2}.

Недостатком известного концентратомера является сложность, обусловленная нелинейностью связи.выходного тока фотодиода с значением концентрации, в результате чего требуются специальные линеаризующие устройства

Цель изобретения - упрощение регистрации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит пороговое устройство с ключевым выходом, вход которого связан с выходом операционного усилителя, а выход - с излучателем.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тока, подключенный через пороговый ключ 2 к аноду светодиода 3, катод которого заземлен, фотодиод 4, подключенный к входу операционного усилителя 5 (анод - на инвертирующий вход, катод - на заземленный неинвертирующий) , который охвачен отрицательной обратной связью через резистор 6, Исследуемая среда 7 помещается между светодиодом и фотодиодом, -выходной сигнал операционного усилителя 5 подается на управляющий

вход ключа 2 и одновременно на блок 8 цифровой индикации (БЦИ).

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени (при включении питания) ключ 2 находится в открытом состоянии и светодиод 3, питающийся генератором тока 1, излучает световой поток. Фотодиод 4 действует как генератор сигнального тока, который возникает под действием падающего на него светового потока, предварительно прошедшего через запыленную среду 7, а операционный усилитель Ь преобразует сиг нальный ток в напряжение.

При превышении выходным;напряжением фотоусилителя порогового уровня срабатывания ключа V ключ 2 закрывается и световой поток излучателя прекращается. При этом напряжение на входе усилителя не исчезнет мгновенно, а уменьшается по экспоненциальному закону ра зряда эквивалентной входной емкости фотоусилителя Cj через эквивалентное сопротивление Rj до определенной величины, при которой сигнал на выходе усилителя 5 уменьшается до значения V

г,

где tp - время, в течение которого излучатель выключен.

г ,

Б результате в системе возникают незатухающие колебания.

Время t р определяет период следования импульсов напряжения на выходе операционного усилителя 5.

- rin V

р

V

Обеспечивается линейная зависимость между периодом измеряемых импульсов и определяемой концентрацией пыли.

Данное изобретение позволяет исключить сложные логарифмирующие аналоговые устройства и упростить регистрацию.

КОНЦЕНТРАТОМЕР, coдepжaщиit последовательно включенные генератор тока, излучатель, оптически связанный через исследуемую среду с фотодиодом, включенным на входе операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, включающей резистор и цифровой регистратор, отличающийся тем, что, с целью упрощения регистрации, он дополнительно содержит пороговое устройство с ключевым выходом, вход которого связан с выходом операционного усилителя ,а выход - с излучателем.