Устройство для измерения термо-ЭДС минералов Советский патент 1986 года по МПК G01N33/24 

1

Изобретение относится к области исследований физических свойств природных полупроводниковых минералов, например сульфидов, и может быть использовано для прогнозной оценки рудных месторождений путем иссх(едо- вания изменчивости термоэлектрических свойств рудных минералов в пространг стае месторождения, а также для решения ряда других задач геологии технологии обогащения руд и. минералогии.

Цель изобретения - автоматизация измерений и повышение надежности работы устройства,

На 4мг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения термо- ЭДС минералов; на фиг.2 - временные диаграммы работы блоков устройства

динен с R-входом триггера 15.

выкод триггера 5 подключен к рому входу схемы 9 совпадени а инверсный выход триггера со

fi с вторым входом схемы 8 совпа И-НЕ и управляющим входом доп тельного электронного ключа 1 ключа 11 соединен с общим про устройства (заземлен), а вы

10 с управляющим входом порогово мы 7,

На фиТ.2-обозначены момент ни: tp - момент введения горя зонда в контакт с минералом,

tS начало и конец временного инт измерения термо-ЭДС минерала, момент выведения термозонда и такта с минералом, t - возвр схемы в исходное состояние и

Устройство содержит последователь- цикла работы устройства.

Термозонды 1 подготовлены дения в контакт с минералом 2 предварительно установлен на рал 2. В исходном состоянии к

но соединенные термозонды i (горячий ГЗ и холодный ХЗ), подключаемые к исследуемому минералу 2, последовательно-параллельный ключ 3, усилитель 4 постоянного тока, аналоговое запоминающее устройство 5 и регистрирующий прибор 6, подключенную к термозондам и срабатывающую в момент введения термозонДов в контакт с мине - ралом пороговую схему 7, две схемы

8и 9 совпадения И-НЕ, формирователь 10 импульса измерения, электронный ключ П, одновибратор 12, дифференцирующие цепи 13 и 14 и RS-триггер 15. Термозонды 1 подключены к входам последовательно-параллельного ключа 3 и порогового устройства 7, выход последовательно-параллельного ключа 3 подключен к входу усилителя 4, выход которого соединен с входом аналогового запоминающего устройства 3, а выход последнего соединен с входом регистрирующего прибора 6, Выход пороговой схемы 7 подключен к одному из входов схемы 8 совпадения И-НЕ, а инверсный выход - к одному из входов схемы 9 совпадения И-НЕ. Вьпсод схемы совпадения И-НЕ подключен к. входу формирователя 10 импульса измерения, выход которого соединен с управляющими входами ключа 3 и аналогового запоминающего устройства 5, а инверсный выход - с входом дифференцирующей цепи 14, а ее выход с S-входом триггера 15. К выходу схемы

9совпадения И-НЕ последовательно включены одновибратор 12 и дифференцирующая цепь 13, выход которой соех

2296902

динен с R-входом триггера 15. Прямой

выкод триггера 5 подключен к второму входу схемы 9 совпадения И-НЕ, а инверсный выход триггера соединен

с вторым входом схемы 8 совпадения И-НЕ и управляющим входом дополнительного электронного ключа 11. Вход ключа 11 соединен с общим проводом устройства (заземлен), а выход с управляющим входом пороговой схе- мы 7,

На фиТ.2-обозначены моменты времени: tp - момент введения горячего зонда в контакт с минералом, t и t начало и конец временного интервала измерения термо-ЭДС минерала, t, - момент выведения термозонда из контакта с минералом, t - возвращение схемы в исходное состояние и окончаТермозонды 1 подготовлены для введения в контакт с минералом 2 : ХЗ предварительно установлен на минерал 2. В исходном состоянии ключ 3

25 закорачивает вход усилителя 4 и отключает его от термозондов 1, защищая усилитель 4 и аналоговое запоминающее устройство 5 от влияния воз- MOHHiiix помех и наводок, образующихся

30 в разомкнутой входной цепи.

Аналоговое запоминающее устройство 5 состоит из электронного ключа, запоминающего конденсатора и согласующего усилителя с большим входным сопротивлением. В исходном состоянии электронный ключ аналогового запоминающего устройства разомкнут. Пороговая схема 7 в исходном состоянии находится в режиме положительного ограничения и создает между термозондами 1 напряжение, контролирующее разомкнутое состояние входной цепи. Ключ 1 замкнут и соединяет управлякяций вход пороговой схемы 7 с общим проводом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При введении термозондов I в кон- такт с минералом 2 возможен дребезг контактов, однако он не повлияет на работу схемы управления работой прибора. От; )первого1 же касания горячим зондом минерала в момент времени t (фиг.2, выход 7) пороговая схема 7 переходит из режима положительного ограничения в режим отрицательного ограничения, автоматически отключается от входной цепи и не влияет на процесс измерения.

С выхода пороговой схемы 7 уровен логической 1 поступает на схему 8 совпадения, а с инверсного выхода (фиг.2, выход 7) уровень логического О - на схему 9 совпадения. Так как на второй вход схемы 8 совпадения поступает уровень 1 с инверсного выхода триггера 15, то на инверсном выходе схемы 8 устанавливается уровень О, которым запускается схема 10 формирования импульса измерения.

Схема 10 формирования импульса измерения,построенная, например, на основе двух последовательно включенных одновибраторов, обеспечивает формирование импульса измерения длительностью около 20 мс (интервал t,-t .на фиг. 2) и его зад.ержку относитель- но момента введения термозондов i в контакт с минералом на интервал времени t - t .Задержка необходима для защиты измерительной части схемы устройства от помехи, образующейся при опрокидывании пороговой 7. В этом случае ее длительность составляет примерно 1 мс. Задержка может быть также использована для защиты измерительной части схемы от дребезга термозондов 1 при введении их в контакт с минералом вручную. Тогда величина задержки должна быть около 50 мс. Импульс с выхода схемы 10 формирования воздействует на уп- равляющие входд 1 ключа 3 и ключа аналогового запоминающего устройства 5. Это приводит к замыканию ключами цепей, в результате чего термозонды 1 подключаются к входу усилителя 4 постоянно го тока, а с его выхода сигнал воздействует на подключенное к усилителю 4 аналоговое запоминающее устройство 5. При этом величина термо-ЭДС усиливается, измеряется и запоминается. В момент t ключ 3 вновь отключает термозонды 1 от усилителя 4, а аналоговое запоминающее устройство 5 отключается от усишите- ля 4, сохраняя измеренное значение термо-ЭДС.

Одновременно с управлением измерением термо-ЭДС сигнал с инверсного выхода формирова -.еля 10 дифференцируется цепью 14, ив момент оконча- ния измерения импульсом по S-входу

опрокидывается триггер 15. При этом уровнем логического О с инверсного выхода триггера 15 запрещается прохождение сигнала через схему 8 совпадения. Таким образом, до окончания цикла работы устройства исключается повторный запуск формирователя

10импульса измерения и обеспечивается сохранность полученного и зафиксированного аналоговым устройством 5 результата.

В момент tg опрокидывания триггер ра 1 5 изменяется также режим ключа 1 1 ..Б связи с изменением уровня управляющего напряжения с I на О ключ

11размыкается, что, в свою очередь, воздействует на пороговую схему 7, позволяя ей возврат в исходное состояние. Однако 5 пока термозонды 1 остаются подключенными к минералу 2, пороговая схема сохраняет устойчивость и возврата не происходит.

После появления на регистрирующем приборе 6 результата измерения и некоторой временной задержки, связанной с инерционностью реакции экспериментатора, в момент tj цепь термозондов I размыкается и происходит возврат пороговой схемы 7 в исходное состояние. В момент размыкания возможен дребезг контактов, что может вызвать ложные срабатывания пороговой схемы 7 (фиг.2, выход 7), но через схему 8 совпадения эти импульсы не пройдут, поскольку на втором ее входе задан уровень О с инверсного выхода триггера (фиг,2, выход 15).

Возврат пороговой схемы 7 в исход- нее состояние через схему 9 совпадения (фиг.2, выход 9) запускает одновибратор 12. Длительность импульса одновибратора 12 (около 50 мс) перекрывает время дребезга контактов, поэтому режим одновибратора 12 не зависит от дребезга контактов (фиг.2, выход 12). Схема 13 дифференцирует импульс одновибратора 1 2 и в момент t. (фиг.2, выходы 14 и 15.) по входу триггер 15 опрокидывается в исходное состояние. С регистрирующего прибора 6 можно сделать отсчет и зафиксировать измеренное значение термо-ЭДС. Цикл работы устройства завершен и оно готово для выполнения следующего измерения.

фиг. 1

t, t,

8ta 7

f, t.

ВНИИПИ Заказ 2446/45

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 778 Подписное