Устройство для измерения параметров газов Советский патент 1981 года по МПК G01N22/00 

I

Изобретение относится к измерению диэлектрических свойств газов и может быть использовано, например, для моделирования физических свойств атмосферы.

Известно устройство для измерения параметров газов, содержащее последовательно соединенные первый генератор сверхвысокой частоты, резонатор, первый детектор и первый блок автоподстройки частоты, выход которого подключен ко входу первого генератора сверхвысокой частоты, выход которого соединен с первым индикатором и умножителем частоты, второй детектор, соединенный со вторым блоком ав. топодстройки частоты и второй индикатор р.

Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров газов, содержащее последовательно соединенные первый генера- ор сверхвысокой частоты, резонатор, первый детектор и первый блок автоподстройки частоты, выход которого подключен ко входу первого генератора сверхвысокой частоты, выход которого соединен с первым индикатором

10 и умножителем частоты, второй детектор, соединенный со вторым блоком ав- топодстройки частоты, и второй индикатор, введены второй генератор сверхвысокой частоты и смеситель, а резо15натор выполнен двухмодовым, при этом выход второго блока автоподстройки частоты через второй генератор сверхвысокой частоты подключен ко входу смесителя и другому входу резонатора,

20 другой выход которого подключен ко второму детектору, а выход умножителя частоты через смеситель подключен ко второму индикатору. 3 На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемог устройства. Устройство содержит первый генератор 1 сверхвысокой частоты, резонатор 2, первый детектйр 3, первый блок автоподстройки частоты, первы индикатор 5, умножитель 6 частоты, второй детектор 7, второй блок 8 авт подстройки частоты, второй индикатор 9, второй генератор 10 сверхвысокой частоты, смеситель 11 Устройство работает следующим образом. Для измерения рефракции первым ин дикатором 5 измеряют резонансные частоты низшей моды резонатора 2 до и после заполнения его газом (fl и f соответственно}. Настройка первого генератора 1 на частоты .fp и fj осуществляется первым блоком 4 автоподстройки частоты режиме подстройки на точку резонанса Коэффициент рефракции п и рефракция NJ на частоте низшей моды рассчитыва ются по формулам о. . М,(и-))о I I . т Для измерения дисперсии вторым индикатором 9 измеряют разность частот, поступающих на смеситель 11 Afn. f где f резонансная частота низшей моды заполненного газом резонатора 2, на которую наст раивается первый генератор с помощью первого блока k автоподстройки частоты; резонансная частота высшей моды того же резонатора 2, на которую настраивается второй генератор 10 с помощью второго блока 8 автоподстройки частоты; кратность умножения умножителя 6 частоты, причем от ношение резонансных частот, высшей и низшей мод резонатора 2 без газа fсоответбез газа ( , и f,;S ) также ра ствен но f, Дисперсия fikN рассчитывается по формулам Л-П-Ю СИ -Иа) la. i- fcjKKf где п., а коэффициенты рефракции на частотах низшей и высшей мод соответственно. Для измерения поглощения оСвторым индикатором 9 измеряют разность частот, поступающих на смеситель 11,Af° и А f п : uf° fci-Kf W .t, - Kfn (5) fj - частоты, соответствуюгдещие левой точке перегиба резонасной кривой низшей моды резонатора 2 без газа и заполненного газом соответственно, на которые настраивается первый генератор 1 с помощью первого блока автоподстройки частоты, работающего в режиме подстройки на точку перегиба. Причем вначале для резонатора 2 ез газа измеряют разность частот Д. f. , а затем после заполнения его газом . Если газ имеет дисперию, то необходимо также измерить разность частот Afq,. Поглощением рассчитывается по формуле K- n-f,, ( где С - скорость света в вакууме; -/Т - множитель учитывающий квадратичность характеристики первого детектора 3. Если при измерении поглощения для первого блока автоподстройки частоты k выбрана подстройка на правую точку перегиба, то в формуле (6) перед следует брать положительный знак. Предложенное выполнение устройства позволяет повысить точность измерения параметров газов и обеспечивает . возможность измерения рефракции, поглощения и дисперсии в процессе того или иного воздействия на образец. Формула изобретения Устройство для измерения параметров газов, содержащее последовательно соединенные первый генератор сверхвысокой частоты, резонатор, первый детектор и первь1й блок автоподстройки частоты, выход которого подключен ко входу первого генератора сверхвысокой частоты, выход которого соединен с первым индикатором и умножителем частоты, второй детектор, соединенный со вторым блоком автоподстройки частоты и второй индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены второй генератор сверхвысокой частоты и смеситель, а резонатор выполнен двухмодовым, при этом выход второго блока автоподстройки частоты через второй генератор сверхвысокой частоты подключен ко входу смесителя и другому входу резонатора, другой выход которого подключен ко второму детектору, а выход умножителя частоты через смеситель подключен ко второму индикатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Либе. Дисперсионный спектрометр миллиметрового диапазона с разверткой давления Приборы для научных исследований, 1975. Н 7 с. 9-19 (прототип) .