SU375712A1 - AUTOMATIC ION COUNTER - Google Patents

Description

1one

Изобретение от1нооитс  к приборам дл  изучени  ионното состава атмосферного воздуха вблизи земной поверхности.The invention relates to instruments for studying the ionic composition of atmospheric air near the earth's surface.

Известен автоматический счетчик иопов, содержащий аспирационный измерительный конденсатор, электрометрическое и регистрирующее устройства, в котором применен ком.пенсацио«ный метод измерени  напр жени . Во всех известных счетчиках применены высокочувствительные электрометры, в том числе и электрометры с динамическим конденсатором .An automatic Iop counter is known, which contains an aspiration measuring capacitor, an electrometric and recording device, in which a com- pensative voltage measurement method is used. In all known counters, highly sensitive electrometers are used, including electrometers with a dynamic capacitor.

Однако известные счетчики ионов не позвол ют проводить (Измерени  с заданной точностью за минимальный промежуток времени.However, the known ion counters are not allowed to be carried out (Measurements with a given accuracy for a minimum period of time.

Цель изобретени  - обеспечение возможности измерени  с заданной точностью за минимальный промежуток 1В|ремени в широком диапазоне изменени  концентрации ионов в атмосфере.The purpose of the invention is to provide the possibility of measuring with a given accuracy for a minimum interval of 1B | belt in a wide range of changes in the concentration of ions in the atmosphere.

Цель достигаетс  тем, что в нредлагаемом автоматическом счетчике ионов, имеющем измерительный аспирационный конденсатор, через который всасываетс  исследуемый воздух , электрометрическое («нулевое) устройство выполнено с двум  входами, один из которых служит дл  подачи измер емого напр жени  от аопирационного измерительного конденсатора, а дрзгой дл  подачи образцового /напр жени .The goal is achieved by the fact that in the proposed automatic ion counter, which has a measuring aspiration capacitor through which the test air is sucked, the electrometric (“zero”) device is made with two inputs, one of which serves to supply the measured voltage from the operating measuring capacitor, and another for exemplary / voltage supply.

На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого счетчика ионов.The drawing shows the structural scheme of the proposed ion counter.

Он содержит измерительный аспирационный .конденсатор /; вентил тор 2; разделительный конденсатор 3; электрометрическое («нулевое) устройство 4 источник 5 образцового напр жени , состо щий из двух источников 6 к 7 ста:билизированного напр жени , делител  8 напр жени  с коитактами 9, 10, 11 и 12 дл  переключени  пределов измерени , регулируемого делител  13 с контактом 14; селектор 15 нулевых сигналов; измеритель 16 времени; перфорегистратор 17; блок 18 автоматики и блокIt contains measuring aspiration. / Capacitor; fan 2; separation capacitor 3; Electrometric ("zero") device 4 Source 5 of exemplary voltage, consisting of two sources 6 to 7 hundred: bilized voltage, voltage divider 8 with 9, 10, 11 and 12 co-tacts for switching measurement limits, adjustable divider 13 with contact 14; selector 15 zero signals; time meter 16; perforator 17; block 18 automation and block

19 питани .19 meals.

Работает счетчик следующим образом. Исследуемый воздух всасываетс  вентил тором 2 через измерительный конденсатор /. Внутренн   обкладка 20 измерительного конденсатора зар жаетс  заданным .напр жением от источника 19. Через определенное врем , достаточное дл  зар дки, источник питани  отключаетс  блоком автоматики. Под воздействием зар дов частиц воздуха, на-капливающихс  на внутренней обкладке канденсатора Ij первоначальное напр жение внутренней обкладки уме ньшаетс . Изменение напр жени  передаетс  через разделительный конденсатор 3 на высокоомный вход 21The counter works as follows. The test air is sucked in by the fan 2 through the measuring capacitor /. The inner lining 20 of the measuring capacitor is charged with a predetermined voltage from source 19. After a certain time, sufficient for charging, the power supply is turned off by the automation unit. Under the influence of the charges of air particles, which are accumulating on the inner lining of the capacitor Ij, the initial voltage of the inner lining decreases. The change in voltage is transmitted through isolation capacitor 3 to high-resistance input 21

электрометрического устройства 4, котороеelectrometric device 4, which

вьирабатывает сигнал, когда величина напр жени  Hia, входе 21 достигает в-еличины напр жени  на входе 22 или гаревышает ее. На вход 21 электрометрического нулевопо устройства поступает измер емое налр же ие, а на вход 22 - офазцовое напр жение от источника 5.The signal is violated when the voltage value Hia, input 21 reaches the value of voltage at input 22, or garavysh it. Measured voltage is fed to the input 21 of the electrometric null device, and the input voltage from the source 5 to the input 22.

В исходном ноложеиии .контакт 23 замкнут и электрометрический усилитель -имеет стопроцентную отрицательную обратную ов -зь. Вход электрометра заземлен через контакт 21, и на выходе его сигнал отсутствует. Контакты 9, 10, 11, 12 замкнуты.In the initial situation, contact 23 is closed and the electrometric amplifier has one hundred percent negative feedback. The input of the electrometer is grounded through pin 21, and there is no signal at the output. Contacts 9, 10, 11, 12 are closed.

В момент раз.мыкани  контактов 21 и 23 электрометрич-еский усилитель превращаетс  в усилитель посто нного тока с большим коэффициентам усилени  и высокоомным входо .м 21. После размыкани  контактов 23 и 24 вход 21 в большинстве случаев оказываетс  зар женным па.разитным зар дом, и нап(р жееие на нем не превышает 0,1 мв. Дл  устранени  ложного сигнала с выхода электрометрического нулевого устройства, вызванного паразитным зар дом, на его вход 22 от источника 7 напр жени  подаетс  небольшое напр жение определенной пол рности. Абсолютную величину этого напр жени  выбирают несколько больше максимального паразитного напр жени , которое наблюдаетс  росле размыкани  контактов 23 и 24. По мере накоплени  зар да ионов на конденсаторе / его потенциал измен етс , -и на входе 21 электрометрического устройств-а напр жение измен етс  в том же направлении.At the moment of disconnection of the contacts 21 and 23, the electrometric amplifier turns into a DC amplifier with large gain factors and a high-resistance input 21. After opening the contacts 23 and 24, the input 21 in most cases turns out to be charged with a partial charge, and nap (its output does not exceed 0.1 mV. To eliminate a spurious signal from the output of an electrometric zero device caused by a parasitic charge, a small voltage of a certain polarity is applied to its input 22 from the voltage source 7. Absolute magnitude this voltage is chosen somewhat higher than the maximum parasitic voltage, which is observed when the contacts 23 and 24 open. As the charge of the ions on the capacitor accumulates / its potential changes, and the input 21 of the electrometric device — and the voltage changes same direction.

Когда потенциал на входе 21 достигает потенциала на входе 22, на выходе электрометрического устройства 4 по вл етс  сигнал, который пропускаетс  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.When the potential at the input 21 reaches the potential at the input 22, a signal appears at the output of the electrometric device 4, which is passed through by the selector 15 of the zero signals and the time meter is triggered. Simultaneously with the time meter 16, contact 9 is triggered, which increases the potential at the input 22 by a certain amount. After that, at the output of the electrometric device 4, the signal disappears.

В это же врем  (вследствие накоплени  ионов изменение пот-енциала на входе 21 продолжаетс . Когда потенциал на входе 21 вторично достигает потенциала на входе 22, на выходе электрометрического 1нулевого устройства снова по вл етс  сигнал. Этим сигналом , если измер емый промежуток времени достаточно длителен дл  измерени  с заданной точностью, останавливаетс  измеритель времени, и результат измерени  регистрируетс  перфорегистратором 17 на перфоленте . В случае, когда накопление зар да происходит за слишком короткое врем , не обеспечивающее заданной точности измерени  (минимальное врем  задаетс  блоком автоматики), сигнал не пропускаю т в измеритель времени, а увеличивают напр жение на входе 22 электрометрического устройства 4 .путем размыкани  контакта 10, («торой предел измерени ).At the same time (due to the accumulation of ions, the potential change at input 21 continues. When the potential at input 21 again reaches the potential at input 22, a signal appears again at the output of the electrometric 1 zero device. This signal if the measured time interval is sufficiently long for measurement with a given accuracy, the time meter stops and the measurement result is recorded by the perforator by the recorder 17. In the case where the accumulation of charge occurs in too short a time, without yuschee predetermined measuring accuracy (minimum time is given by the automation unit), the signal does not miss out in a time measurer, and increase the voltage at the input 22 electrometric device 4 .putem opening the contact 10 ( "Torah measuring limit).

Если и на этом пределе промежуток времени измерени  оказываетс  недостаточным дл  обеспечени  заданной точности, тогда автомат1ически размыкаетс  контакт 11, т. е. из|мерение продолжают на третьем цределе, и т. д.If, at this limit, the measurement time interval is not sufficient to ensure a given accuracy, then contact 11 automatically opens, i.e., measurement is continued at the third target, and so on.

Преимуществом предлагаемого счетчика ионов  вл етс  то, что нет необходимости в прерывании накоплени  зар да на измерительном конденсаторе 1, чем обеспечиваютс  минимальное врем  измерени  и заданна The advantage of the proposed ion counter is that there is no need to interrupt the accumulation of charge on the measuring capacitor 1, which ensures a minimum measurement time and a predetermined

точность.accuracy.

Предмет изобретени Subject invention

Автаматический счетчик ионов, содержащий асп1ирационный измерительный конденсатор , электрометрическое устройство и регистрирующее устройство, отличающийс  тем, что, с целью измерени  количества ионов сAn automatic ion counter containing an aspiration measuring capacitor, an electrometric device, and a recording device, characterized in that, in order to measure the amount of ions with

заданной точностью и уменьшени  затрат времени на каждое изме|рение, электрометрическое устройство вьрполиено с двум  входами , один из которых служит дл  подачи измер емого напр жени  от аспирационногоgiven accuracy and reduction of time spent on each measurement, the electrometric device is designed with two inputs, one of which serves to supply the measured voltage from the aspiration

измерительного конденсатора, а другой дл  подачи образцового напр жени .measuring capacitor, and the other for the supply of the reference voltage.