АВТОМАТИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК ИОНОВ Советский патент 1973 года по МПК H01J47/00 G01T1/17 

1

Изобретение от1нооится к приборам для изучения ионното состава атмосферного воздуха вблизи земной поверхности.

Известен автоматический счетчик иопов, содержащий аспирационный измерительный конденсатор, электрометрическое и регистрирующее устройства, в котором применен ком.пенсацио«ный метод измерения напряжения. Во всех известных счетчиках применены высокочувствительные электрометры, в том числе и электрометры с динамическим конденсатором.

Однако известные счетчики ионов не позволяют проводить (Измерения с заданной точностью за минимальный промежуток времени.

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения с заданной точностью за минимальный промежуток 1В|ремени в широком диапазоне изменения концентрации ионов в атмосфере.

Цель достигается тем, что в нредлагаемом автоматическом счетчике ионов, имеющем измерительный аспирационный конденсатор, через который всасывается исследуемый воздух, электрометрическое («нулевое) устройство выполнено с двумя входами, один из которых служит для подачи измеряемого напряжения от аопирационного измерительного конденсатора, а дрзгой для подачи образцового /напряжения.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого счетчика ионов.

Он содержит измерительный аспирационный .конденсатор /; вентилятор 2; разделительный конденсатор 3; электрометрическое («нулевое) устройство 4 источник 5 образцового напряжения, состоящий из двух источников 6 к 7 ста:билизированного напряжения, делителя 8 напряжения с коитактами 9, 10, 11 и 12 для переключения пределов измерения, регулируемого делителя 13 с контактом 14; селектор 15 нулевых сигналов; измеритель 16 времени; перфорегистратор 17; блок 18 автоматики и блок

19 питания.

Работает счетчик следующим образом. Исследуемый воздух всасывается вентилятором 2 через измерительный конденсатор /. Внутренняя обкладка 20 измерительного конденсатора заряжается заданным .напряжением от источника 19. Через определенное время, достаточное для зарядки, источник питания отключается блоком автоматики. Под воздействием зарядов частиц воздуха, на-капливающихся на внутренней обкладке канденсатора Ij первоначальное напряжение внутренней обкладки уме ньшается. Изменение напряжения передается через разделительный конденсатор 3 на высокоомный вход 21

электрометрического устройства 4, которое

вьирабатывает сигнал, когда величина напряжения Hia, входе 21 достигает в-еличины напряжения на входе 22 или гаревышает ее. На вход 21 электрометрического нулевопо устройства поступает измеряемое налряжеяие, а на вход 22 - офазцовое напряжение от источника 5.

В исходном ноложеиии .контакт 23 замкнут и электрометрический усилитель -имеет стопроцентную отрицательную обратную овя-зь. Вход электрометра заземлен через контакт 21, и на выходе его сигнал отсутствует. Контакты 9, 10, 11, 12 замкнуты.

В момент раз.мыкания контактов 21 и 23 электрометрич-еский усилитель превращается в усилитель постоянного тока с большим коэффициентам усиления и высокоомным входо.м 21. После размыкания контактов 23 и 24 вход 21 в большинстве случаев оказывается заряженным па.разитным зарядом, и нап(ряжееие на нем не превышает 0,1 мв. Для устранения ложного сигнала с выхода электрометрического нулевого устройства, вызванного паразитным зарядом, на его вход 22 от источника 7 напряжения подается небольшое напряжение определенной полярности. Абсолютную величину этого напряжения выбирают несколько больше максимального паразитного напряжения, которое наблюдается росле размыкания контактов 23 и 24. По мере накопления заряда ионов на конденсаторе / его потенциал изменяется, -и на входе 21 электрометрического устройств-а напряжение изменяется в том же направлении.

Когда потенциал на входе 21 достигает потенциала на входе 22, на выходе электрометрического устройства 4 появляется сигнал, который пропускается селектором 15 нулевых сигналов и з-апускает измеритель времени. Одновременно с измерителем 16 времени срабатывает контакт 9, который увеличивает потенциал на входе 22 на определенную величину. После этого на выходе электрометрического устройства 4 сигнал исчезает.

В это же время (вследствие накопления ионов изменение пот-енциала на входе 21 продолжается. Когда потенциал на входе 21 вторично достигает потенциала на входе 22, на выходе электрометрического 1нулевого устройства снова появляется сигнал. Этим сигналом, если измеряемый промежуток времени достаточно длителен для измерения с заданной точностью, останавливается измеритель времени, и результат измерения регистрируется перфорегистратором 17 на перфоленте. В случае, когда накопление заряда происходит за слишком короткое время, не обеспечивающее заданной точности измерения (минимальное время задается блоком автоматики), сигнал не пропускаю т в измеритель времени, а увеличивают напряжение на входе 22 электрометрического устройства 4 .путем размыкания контакта 10, («торой предел измерения).

Если и на этом пределе промежуток времени измерения оказывается недостаточным для обеспечения заданной точности, тогда автомат1ически размыкается контакт 11, т. е. из|мерение продолжают на третьем цределе, и т. д.

Преимуществом предлагаемого счетчика ионов является то, что нет необходимости в прерывании накопления заряда на измерительном конденсаторе 1, чем обеспечиваются минимальное время измерения и заданная

точность.

Предмет изобретения

Автаматический счетчик ионов, содержащий асп1ирационный измерительный конденсатор, электрометрическое устройство и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью измерения количества ионов с

заданной точностью и уменьшения затрат времени на каждое изме|рение, электрометрическое устройство вьрполиено с двумя входами, один из которых служит для подачи измеряемого напряжения от аспирационного

измерительного конденсатора, а другой для подачи образцового напряжения.