Устройство для выявления конденсата

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТА, содержащее соединенные по дифференциальной схеме рабочий, подключенный к входу операционного усилителя, и эталонный, сниженный подогревателем, емкостные гфеобразователи с источниками-импульсного пи ,тания, стробирущиё напряжения которых сдвинуты по фазе на 180 , и схему совпадения, один вход которой подсоединен к выходу усилителя, о т Личаюа (ееся тем, что, с целью гювышения точности, чувствительности и помехоустойчивости, выходы преобразователей подключены к синфазному входу выполненного по сбалансированной схеме с отрицательной RC-обратной связью операционного усилителя, выход которого подключен к схеме совпадения , выполненной в виде синхронного детектора, второй вход которого через четвертьпериодное фазосдвигающее ycтpoйctвo подключен к источнику питания эталонного преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

NI IN I IH%

РЕСПУБЛИК

09} ИИ

А щ}} G 01. и 2 68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЦТИЙ (21} З296276/18-25 (22) 01.,06.81 (46) 30.07.83 Ыл. Н 28 (72) E.В. Романов и Т.И. ушакова

{71) Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова (53) S33.275(088.8) . подогревателем, емкостные преобразователи с источниками импульсного пи,тания, стробирующие напряжения которых сдвинуты по фазе на 180, и схему совпадения, один вход которой под" соединен к выходу усилителя; о тличающееся тем, что, с целью повыаения точности, чувстви- . тельности и помехоустойчивости, выходы преобразователей подключены к синфазному.входу выполненного .по сбалан" сированной схеме с отрицательной RC-обратной связью операционного усилителя» выход которого подключен к схеме совпадения, выполненной в виде синхронного детектора, второй вход которого через четвертьпериодное фазосдвигаю- Е щее устройство подключен к источнику питания эталонного преобразователя.

{56). 1. Авторское свидетельство СССР

И $40234, кл. 6 01 и 27/02, 1976.

2. Автоматическая станция КРАИС.

Техническое описание. Л., Гидрометео издат, 1974, с. 91-96 (прототип).

: (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ

КОНДЕНСАТА, содержащее соединенные по дифференциальной схеме рабочий, подключенный к входу операционного усилителя, и эталонный, снабженный юъ

° Ф

° юа »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,":- : - ";„/ н автсеснани СвИДвтиаствм

1032387

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть применено в автоматических станциях или в качестве автономного выявите-. ля гололеда, росы, инея на исследуемой поверхности земли, взлетно-посадочной полосе аэродромов, на автодорогах, на проводах линий электропередач и др, Известно устройство для выявле- 10 ния конденсата, основанное на принципе измерения электрических характеристик исследуемой поверхности, в частности проводимости (1).

К недостаткам указанного устройст; 15 ва относятся низкие чувствительность и надежность результатов измерений, особенно при эксплуатации в полевых условиях, Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности авляется устройство для выявления конденсата, содержащее соединенные по дифференциальной схеме. Рабочий,. :подключенный к входу операционного усилитЕля, и эталон- 25 ный, снабженный подогревателем, емкостные преобразователи с источником импульсного питания, стробирующие напряжения которых сдвинуты гю фазе на 180, и схему совпадения, один 30 вход которой гюдсоединен к выходу усилителя t. 23.

Известный датчик не позволяет различать виды конденсата в твердой фа" зе и имеет низкую чувствительность.

Цель изобретения - повышение точности выявления конденсата, чувствительности и помехоустойчивости.устройства, расширение его функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выявления кон" денсата, содержащем соединенныв гю дифференциальной схеме рабочий, подключенный к входу операционного усилителя, и эталонный, снабженный подогревателем, емкостные преобразователи с источниками импульсного питания, стробирующие напряжения которых сдвинуты по фазе на 180, и схему coana-: о дения, один вход которой гюдсаединен к выходу усилителя, выходы преобразователей гюдключены к синфазному входу выполненного по сбалансированной схе" ме с отрицательной RC-обратной связью .. операционного усилителя, выход которо«55 го подключен к схеме совпадения,. выполненной в виде синхронного детекто-, ра, второй - вход которого через четвертьпериодное фазосдвигающее устройство подключен к источнику питания, эталонного преобразователя.

Дифференциальное включение элементов преобразователя на вход операционного усилителя (ОУ) существенно повышает чувствительность к изменению емкости при стабильной крутизне преобразования.

Исгюльзование в блоке обработки синхронного детектора, управляющее напряжение которого находится в квадратуре с входным, позволяет подавить реэистивную составляющую сигнала на выходе ОУ, вызванную утечками в рабо" чем элементе преобразователя, и тем самым повысить точность устройства;

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для выявления конденсата содержит соединенные по дифферен. циальной схеме рабочий 1 и эталонный

2 емкостные преобразователи, гюдключенные к синфазному входу операционного усилителя 3, на выходе которого установлена схема совпадения в виде синхронного детектора 4 со смачивающим фильтром 5 на выходе. Сопротивление 6 и конденсатор 7 образуют отрицательную RC-обратную связь выгюлненного по сбалансированной схеме операционного усилителя 3. Преобразователи .1 и 2 подключены к источникам 8 и 9 импульсного питания, стробирующие напряжения которых сдвинуты по фазе . на 180 . Второй Вход синхронного детектора 4 гюдключен через четвертьпериодное сдвигающее устройство 10 к источнику 9 питания эталонного преобразователя, снабженного встроенным направителем 11, подключенным к источнику,12 тока.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии конденсата на рабочем элементе преобразователя схема сбалансирована и разностный ток, гюступающий на вход операционного усилителя, равен нулю, При гюявлении конденсата емкость рабочего элемента преобразователя увеличивается, появляется разностный ток, площадь которого за половину периода равна произведению амплитуды питающего напряжения на разность зарядов конденсаторов преобразователей 1 и 2, т.е. произведению амплитуды питающего напряжения на изменение емкости рабоче", го элемента преобразователя. Увели3, 1032387 4 чивая эти напряжения, до величины or- ращении емкости длительность импульраниченных электрической прочностью сов напряжения с операционного усилипреобразователей, можно гювысить кру- теля была меньше четверти периода, тизку характеристики первой ступени Если первичный преобразователь 1 преобразования - переход от измене- зашунтирован резистивной утечкой ния емкости к площади импульса тока, вследствие загрязнения поверхности, Крутизна преобразования.тем выше, выходное напряжение сигнализатора не чем выше частота питающего напряже" меняет своей величины. Разностный ток ния, однако для нормальной работы в этом случае, кроме импульсов на устройства необходимо, чтобы за чет- 1р фронтах, повторяет форму питающего верть периода емкость чувствительного напряжения, но из-за сдвига на чет":.. . элемента полностью перезарядилась. верть периода напряжения с устройстПо этой же причине устройЮво некри- ва 10, управляющего синхронным детично к крутизне фронтов питающего тектором, резистивная составляющая прямоугольного напряжения, важно лишь 1 напряжения операционного усилителя обеспечить.гюлный перезаряд емкости коммутируется синхронным детектором преобразователя. посередине каждого полупериода и

Раэностный ток поступает на вход вследствие взаимного вычитания в операционного усилйтеля 3, вырабаты- фильтре 5, на выходе сигнализатора вающего .напряжение, площадь которого 2р подавлена. эа полпериода пропорциональна площади входного разностного тока и величине Конденсатор 7. в обратной связи сопротивления 6 обратной связи. Уве- . операционного усилителя растягивает личивая сопротивление б,,можно зна- импульсы на фронтах напряжения с опечительно йовысить чувствительность: >> рационного усилителя и снижает их сигнализатора, Синхронный детектор 4 амплитуду {при сохранении площади), .питается сдвинутым на четверть пе о- что позволяет сузить динамический да напряжением, поступающим от уст- диапазон усилителя гю напряжению. При ройства 10, поэтому переходный про" достаточно широком динамическом диацесс на фронте напряжения с опера- . пазоне сигнализатор работоспособен ционного усилителя должен завершаться и без этого конденсатора. раньше, чем вентили синхронного де- Эффективность предлагаемого усттектора переключатся. На выходе де ройства заключается в повышении точ тектора напряжение имеет уже один ности, чувствительности и помехоэнак, и после сглаживания фильтром 5 устойчивости по сравнению с устройстна выходе сигнализатора получаем гю" З5 вом"прототипом и выражается в упро- стоянное напряжение, пропорциональ-: щении обслуживания подобных устрбйств ное площади импульсов напряжения, :и снижении расходов по обслуживанию, т.е. пропорциональное изменению ем- а также в повышении качества обслужикости первичного преобразователя. вания народного хозяйства информацией

Частота напряжения, питающего пре- р об опасных явлениях, связанных с выобраэоватеяь, выбирается такой, что- падением конденсата, и снижении чисбы при самом большом возможном при- ленности обслуживающего персонала.

Составитель Ю. Коршунов

Редактор А. Лежнина Техред И.Тепер Корректор Г. Решетник

Заказ 5394/49 Тираж 873 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4