Пьезоэлектрический анализатор газов Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

Ф Х

00

о:

j Нзобретение относится к области |реяонансных измерений с использованием пьезорезонансных датчиков и может быть применено для исследования физических и химических свойств веществ, никроконцентряций паров и га- зов, а также п аналогичных случаях, требующих высокой чувствительности средств измерений.

Цель изобретения - повьшение чувствительности и точности измерений.

На чертеже приведена структурная схема анализатора газов.

Анализатор содержит измерительный автогенератор 1, опорный автогенератор 2, два амплитудных детектора 3 и 4, два частотных детек гора :5 и 6, компаратор 7 амплитуд, компа- ;ратор 8 частот, формирователь 9 прямоугольных импульсов, два реверсив- :ных счетчика 10 и 11, два цифроана- |поговых преобразователя 12 и 13 (НАЛ), программируемую логическую матрицу 14 и блок 15 индикации. Измерительный автогенератор выполнен iHa транзисторе 16 и содержит после- довательньгй контур, состоящий из пье :зоэлектрического датчика 17, варика- ;па 18, подстроечиого конденсатора 19 к индуктивности 20, а также резис 1торы 21 и 22, управляемый резистор J23, резистор 24, конденсаторы 25-27 резистивно-индуктинную цепочку 28 1и 29, Опорный автогенератор состоит |из генератора 30 и пьезоэлектричес- :кого датчика 31

Выход измерительного автогенератора 1 соединен с входами амплитудного детектора 3 и частотного детектора 5. Выход опорного автогенератора 2 соединен с входами амплитудного детектора 4, частотного детектора 6 :И с входом формирователя 9. Выходы амплитудных детекторов 3 и 4 соединены с двумя входами компаратора 7 амплитуд; выходы частотных детекторов 5 и 6 соединены с входами компаратора 8 частот. Выход компаратора 7 амплитуд соединен с первым входом первого реверсивного счетчика 10, выход компаратора 8 частот соединен с первым входом второго реверсивного счетчика 11, выход формирователя 9 соединен с входами управления реверсивных счетчиков 10 и 11. Выход первого реврсситзного счетчика 10 соединен с входом первого НЛП 12 и с первым входом программируемой логичесt:

кой матрицы 14, выход второго счетчика 11 соединен с входом второго ПАП 13 и с вторым входом программи-

руемой логической матрицы 14 выход которой соединен с входом блока 13 индикации. Входы управления по частоте и амплитуде измеритепьного автогенератора 1 соединены с выходами

второго и первого ПАП 13 и 12 соответственно.

Анализатор работает следуюиим образом.

Измеряемая компонента газовой

смеси воздействует на чувствительное сорбпионное покрытие пластин пьезоэлектрического датчика 17, При этом изменяется амплитуда и частота измерительного автогенератора . Это приводит к появлению сигналов на выходах KONmapaTopa 7 амплитуд и компаратора 8 частот. Эти сигналы яв:;яются сигналами уровня логического нуля и одновременно являются разрешающими для

прохождения информационных сигналов от формирователя 9 импульсов на входы управления реверсивных счетчиков 10 и 11. Реверсивные счетчики начинают суммировать либо вычитать (в

зависимости от состояния выходов компараторов 7 и 8). В результате этого изменяется код на выходах реверсивных счетчиков 10 и 11, кото- рьй попадает на входы ЦАП 12 и 13,

Изменение сигнапов на выходах ПАП 12 и 13 воздействует на управляющие .элементы измерительного автогенератора 1 - варикап 18 и управляемый резистор 23. В результате этого восстанавливается частота и амплитуда сигнала генерации измерительного автогенератора 1 , совпадаю1дая с частотой опорного кварцевого автогенератора 2. Одновременно коды с выходов

счетчиков 10 и 11, несугцие информацию о частоте и амллитуде датчика, поступает на зхолы программируемой логической матрицы 14, код с выходов которой индицируется в блоке 15

индик.яции в виде кода вида газа и его концентрации.

Формула изобретения

1, Пьезоэлектрический анализатор газов, содержащий измерительный автогенератор с входами управления по амплитуде и частоте и опорньт автогенератор с пьезоэлектрическим

датчиком, в резоилнсные системы которых включены пьеяорезонансные датчики, первый амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом измерительного автогенератора, и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в него введены второй амплитудный детектор, два частотных детектора,компаратор амплитуд, компаратор частот, формирователь прямоугольных импульсов, два реверсивных счетчика, два цифроаналоговых преобразователя и программируемая.логическая матрица, при этом выход измерительного автогенератора через первый частотный детектор соединен с первым входом компаратора частот, второй вход которого через второй частотный детектор соединен с выходом опорного в- тогеиератора и входами второго амплитудного детектора и формирователя прямоугольньк импульсов, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с первым и вторым входами компаратора амп

литуд, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика, вход управления первого реверсивного счетчика соединен с входом управления второго реверсивного счетчика и выходом формирователя прямоугольных иьтульсов, выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены соответственно с входами первого и второго цифроаналоговьпс преобразователей и первым и вторым входами программируемой логической матрицы, выход которой соединен с блоком

индикации, выход компаратора частот соединен с входом второго реверсивного счетчика, входы управления по частоте и аьтлитуде измеритепьного автогенератора соединены с выходами

второго и первого цифроанллоговых преобразователей соответственно.

2, Анализатор газов по п.1, отличающийся тем, что пьезо- электрический датчик опорного автогенератора разметен в изолированном объеме в газовой среде с заданными параметрами.

Изобретение относится к области резонансных измерений кот ентра- ций паров и газов. Цель изобретения заключается в повы11:ении точности и чувствительности при анализе компонентов газовой среды. На чертеже приведена структурная схема анализатора. Анализатор содержит измерительный (иг) и опорный (ОГ) автогенераторы, два частотных детектора, амплитудный и частотный компараторы, формирователь, два реверсивных счетчика (РС), два цифроаналоговых преобразователя (ДАЛ), программируемую логическую матрицу (М) и блок индикации, причем датчик ОГ размещен в изолированном объеме в газовой среде с заданными параметрами. В зависимости от газовой среды изменяются частота и амплитуда ИГ, что вызывает изменение кодов в PC и соответственно уровней сигналов на выходах ЦАП, которые, воздействуя на входы управления ИГ, восстанавливают амплитуду и частоту ИГ равными амплитуде и частоте ОГ, а коды PC с по- моиью М дешифрируются в коды вида газа и его концентрации, которые выводятся на блок индикации. I з.п. ф-лы, 1 ил.