Пылесигнализатор Советский патент 1992 года по МПК G01N15/00 G01N15/02 

Изобретение относится к устройствам контроля запыленности газовых потоков и может быть использовано в машиностроении, в частности для обнаружения пыли во впускных трактах двигателей, а также в других отраслях промышленности.

Известен пылесигнализатор, использующий абразивные свойства пыли, содержащий датчик в виде цилиндрического изолятора с нанесенным по винтовой линии на его поверхность слоем проводника и измерительное устройство.

Основным недостатком данно го сигнализатора является малая чувствительность и весьма ограниченный ресурс работы датчика-сигнализатора, что обусловлено, прежде всего, нестабильностью сопротивления резистора с открытым проводящим слоем, вызванной воздействием колебаний температуры, влажности, агрессивных газов и налипанием на поверхность проводника

тонкодисперсных частиц аэрозоля, особенно при попадании в воздухозаборный тракт выхлопных газов двигателей, содержащих пары масла и сажу. Указанные причины, а также отсутствие компенсационного элемента приводят к тому, что достоверно судить о наличии аэрозоля можно только при значительном изменении сопротивления резистора (в пределах нескольких процентов). Повышение же чувствительности за счет снижения толщины проводящего слоя приводит к быстрому его износу и выходу из строя датчика.

Наиболее близким к предлагаемому является пылесигнализатор, содержащий два расположенных на одной стороне диэлектрической подложки плоских резистора, один из которых - рабочий - подвергается абразивному износу, а другой - компенсационный. Наличие резисторов с открытой проводящей поверхностью, возможность

Х| 00 W

ы XI

загрязнений, старения под воздействием влаги и газов на проводящий слой снижает стабильность датчика и, как следствие, обусловливает малую чувствительность и время непрерывной работы датчика.

Целью изобретения является увеличение срока службы пылесигнализатора.

Указанная цель достигается тем, что в сигнализаторе, содержащем датчик, выполненный в виде плоской диэлектрической подложки с нанесенным на ее поверхность резисторным слоем, образующим рабочий и компенсационный участки, соединенные в выносной полумост мостовой измерительной схемы, резисторный слой выполнен в виде полос, расположенных параллельно ребру торцовой грани подложки. Одни концы этих полос электрически соединены между собой, а свободные концы полос рабочего участка подсоединены к измерительной схеме через введенный переключатель, поичем поверх резисторного слоя дополнительно нанесен слой диэлектрика клиновидного профиля, острие клина направлено к ребру передней торцовой грани подложки, а компенсационный участок примыкает к ребру задней торцовой грани подложки.

На фиг.1 приведена функциональная схема пылесигнализатора; на фиг.2 - датчик, поперечное сечение..

Пылесигнализатор содержит датчик 1, состоящий из п резисторов рабочего участка 2 и полоски компенсационного резистора 3, нанесенных тонким слоем на плоскую диэлектрическую подложку 4 и разделенных между собой изолирующими промежутками 5 подложки 4. Резисторы покрыты защитным слоем диэлектрика б клиновидного профиля. Полоски рабочего и компенсационного резисторов образуют выносной полумост и подключены к измерительному устройству 8.

Пылесигнализатор работает следующим образом.

Датчик 1 пыйееигнализатора устанавливается в воздуховоде под углом к его оси или Иа гЮШроте воздуховода в месте интенсив- нс-гб пбджатия частиц пыли к стенкам воздуховодов за счет центробежных сил, острием клина 6 к набегающему потоку. Посредством переключателя 7 к измерительному устройству 8 подключают первую полоску рабочего участка 2 и компенсационный 3 резистор.

Абразивные частицы пыли в газовом потоке изнашивают слой диэлектрика б и первую полоску рабочего резистора 2 (начиная от острия клина), изменяя тем самым сопротивление рабочего резистора, который совместно с компенсационным 3 образуют

выносной полумост. Измерительное устройство 8 фиксирует разбалансировку моста. По скорости изменения сопротивления рабочего плеча судят о наличии пыли в газовом потоке. После износа первой полоски рабочего резистора при помощи переключателя 7 к измерительной схеме 8 подключают следующую, пока не износятся все полосы рабочего резистора 2. Состояние пе0 реключателя 7 определяет суммарное количество пыли, прошедшее по воздуховоЯУ.

Выполнение резисторов 2 в виде тонких пленок (единицы мкм) и покрытие их защит5 ным слоем диэлектрика в виде клина 6 приводит к тому, что основным элементом, определяющим скорость износа, является слой диэлектрика, а проводящая пленка резистора изнашивается практически мгно0 венно после стирания защитного слоя. По этому практически весь рабочий резистор (з,а исключением.тонкого торца пленки) находится под защитой диэлектрического покрытия, что на один-два порядкаувеличи5 васт его стабильность по сравнению с известными открытыми резисторами. Учитывая это, а также то, что рабочий 2 и компенсационный 3 резисторы находится в одинаковых условиях и наносятся одновременно по од0 ной и той же технологии, чувствительность предлагаемого сигнализатора при одной и той же скорости износа на один-два порядка выше, чем у аналога и прототипа.

Введение п рабочих резисторов и пере5- ключателя позволяет увеличить срок эксплуатации датчика и получить одновременно информацию о суммарной дозе пыли, накопленной защищаемой установкой за время эксплуатации.

0 Для исключения возможной потери чувствительности сигнализатора при переходе с одной полоски рабочего резистора на другую ширина изолирующих промежутков 5 должна быть минимально возможной и со5 поставимой с толщиной проводящих пленок.

Таким образом, изобретение позволяет значительно увеличить чувствительность пыпесигналмзатора повысить срок его служ0 бы.

Формула изобретения Пылесигнализатор, содержащий датчик, выполненный в виде плоской диэлектрической подложки с нанесенным

5 резисторным слоем, образующим рабочий и компенсационный участки, соединенные в выносной полумост мостовой измерительной схемы,отличающийся тем,что.с целью увеличения срока службы пылесигна- лиэатора резист орныЯ слой выполнен в виде полос, расположенных параллельно ребру торцовой грани подложки, одни концы которых электрически соединены между собой, а свободные концы полос рабочего участка подсоединены к измерительной схеме через введенный переключатель, поверх резисторного слоя дополнительно нанесен слой диэлектрика клиновидного профиля, при этом острие клина направлено к ребру передней торцовой грани подложки, а ком- пенсационный участок примыкает к ребру задней торцовой грани подложки.

Использование: в машиностроении, в частности, для обнаружения пыли во впускных трактах двигателей. Сущность изобретения: пылесигнализатор содержит датчик в виде плоской диэлектрической подложки с нанесенным резисторным слоем, образующим рабочий м компенсационные участки. Резисторный слой выполнен в виде полос. Одни концы полос электрически соединены между собой, а свободные концы рабочего участка подключены к измерительной мостовой схеме через переключа- те,ль. Поверх резисторного слоя нанесен слой диэлектрика клиновидной формы. 2 ил.

ПЫЛе2АЗОбИУ

потоп

г

Фиг ,

Фиг. 2