Устройство для измерения скорости газового потока

 

Изобретение относ ится к технике измерения и позволяет повысить разрешающую способность за счет повышения точности определения фазового сдвига при различных уровнях концентрации заряженных частиц. Пачка заряженных частиц начинает формироваться одновременно с подачей управляющего напряжения на один из ключей 14-16. Б процесс движения по газоходу 1 от зарядной камеры 2 до измерительной камеры 3 пачек заряженных импульсов образуется временной сдвиг между наведением сигнала на выходе . усилителя 7 и началом формирования пачки частиц в зарядной пачке 2. Сдвиг за зисит от скорости газового потока и каждьм из конденсаторов 11-13 включается при определенном значении фазы полезного сигнала на выходе усилителя 7. 2 ил. о ( W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2О13 А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 I ) 3890655/24-10 (22) 07.05.85 (46) 07.01.87. Бюл. ¹ 1 (72) Б.И,Попов, А.И.Дормидонов, И,И.Пеонов, Ю.Г.Тризин, В.И.Осокин и В.И.Демкин ,(53) 531.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1107057, кл. G 01.P 5/18, 1982.

Крел1левский П.П. Расхадомеры и счетчики количества. — М.: Машиностроение, 1975, с. 590-591. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к технике .измерения «ч позволяет повысить разрешающую способность за счет повьппе(504 G01 P 5 18 601 Р 1 64 ния точности определения фазового сдвига при различных уровнях концентрации заряженных частиц. Пачка saряженных частиц начинает формироваться одновременно с подачей управляющего напряжения на один из ключей

14 -16. В процесс движения по газоходу 1 от зарядной .камеры 2 до измерительной камеры 3 пачек заряженных импульсов образуется врел1енной сдвиг между наведением сигнала на выходе усилителя 7 и началом формирования пачки частиц в зарядной пачке 2.

Сдвиг зависит от скорости газового потока и каждый из конденсаторов

11-13 включается при определенном значении фазы полезного сигнала на выходе усилителя 7. 2 нл.

1282013

20

Изобретение относится к технике измерения скорости газовых потоков и может быть использовано, .например, в составе информационно-измерительных систем контроля технологических операций диффузии и эпитаксии при производстве изделий электронной техники, Целью изобретения является повышение разрешающей способности засчет повышения точности определения фазового сдвига при различных уровнях концентрации заряженных частиц.

На фиг.1 приведеча структурная схема предлагаемого устройства для измерения скорости газового потока, па фиг.2 — временные диаграммы папря1— жепий па электродах зарядной камеры (а), напряже ия па выходе усилителя (б) и напряжения на конденсаторах (B) .

Измеряемый газовый поток пропускается через газоход 1. В зарядной камере 2 во время импульса коронного разряда образуется поток униполярных ионов, приобретающих заряд, величина которого зависит от параметров потока ионов. Поскольку питание на зарядную камеру 2 подается импульсно (фиг.2а), то образуются пачки ионов, чередующиеся с пачками незаряженных частиц, и после зарядной камеры 2 образуется периодическая последовательность пачек ионов. Каждая пачка ионов наводит

15 на измерительной камере 3 заряд,величина которого пропорциональна заряду пачки и скорости газового потока. На выходе усилителя 7 наведенный заряд преобразуется н напряже"; ние с частотой следования пачек и, соответственно, с частотой зажигания коронного разряда. Усиленная

Устройство для измерения скорости газового потока (фиг. I) содержит установленные па потоку и цилиндрическом газоходе 1 зарядную камеру 2 типа игла-ципипдр и измерительную камеру 3 индукционного типа. Цилиндр

4 зарядной камеры 2 подключен к выходу импульсного источника 5 питания, а второй электрод-игла 6 — заземлен. Измерительная камера 3 подклкчена к входу усилителя 7, выход которого соединен с первым выходом аттепюатора 8 и с блоком 9 измерения фазового сдвига, состоящим иэ резистора 10, подключенного к общей точке соединения обкладок конденсаторов 11-13, и ключей 14-16, коммутирующих вторые обкладки конденсаторон 11-13 к общему проводу устройстна. Второй выход аттенюатора

8 соединен с входом усилителя 7. Общая точка соединения обкладок конденсаторов 11-13 соединена с сигнальпым нхоцом индикатора 17 и входом детектора 18, выход которого подключен к управляющему входу аттенюатора 8. Генератор 19 импульсов подключен к входу кольцевого сдвигоного регистра 20, выходы которого соединены с управляющими входами ключей

14- Iá. Один из управляющих входов ключей соединен с нходом импульсного источника 5 питания и входом синхронизации индикатора 17.

Устройство работает следующим образом.

50 пускающих импульсный источник питания. Следовательно, амплитуда напря— жепия, до которои заряжается каждыи конденсатор, зависит от времени переноса заряженных частиц от камеры коронного разряда до измерительной камеры,т.е. от скорости газового потока. Учитывая, что частота и фаза шумовой составляющей сигнала носят случайный характер, при большом времепи интегрирования выделяется только синхронная составляющая полезного сигнала. Этим достигается повышение точности определения фазового сдвига, а следовательно, повышение по амплитуде первая гармоника напряжения (фиг.2б) совместно с шумовой составляющей с выхода. усилителя 7 поступает на блок 9 измерения фазового сдвига, где опа через резистор

10 поступает на общую точку соеди30 пения обкладок конденсаторов 11-13.

Вторые обкладки конденсаторов 11-13 периодически синхронно с частотой импульсов, запускающих источник 5 питания, замыкаются ключами 14 16 на общий привод устройства. Постоянная времени заряда конденсаторов

11 13 задается сопротивлением резистора 10. Значение постоянной времени определяет время установления полезного сигнала. Величина заряда каждого из конденсаторов определяет. ся амплитудой полезного сигнала, постоянной интегрирования и фазовым сдвигом относительно импульсов, за3 12820 разрешающей способности устройства. !

Сигнал с конденсаторов 11-13 поступает на вход детектора 18, на выходе которого образуется напряжение постоянного тока, управляющее аттенюатором 8„ предназначенным для изменения коэффициента усиления усилителя 7 в случае измерения скорости 10 газовых потоков различной запыленности, когда величина заряда частиц значительно возрастает. Импульсы с одного из выходов кольцевого сдвигового регистра 20 поступают на вход импульсного источника 5 питания. Одновременно .с поступлением импульса на выходе источника 5 питания появляется напряжение, превышающее порог зажигания коронного разряда в заряд- 20 ной камере 2, и начинает формироваться пачка заряженных частиц. Таким образом, пачка заряженных частицвсегда начинает формироваться одновре менно с подачей управляющего напряжения на один иэ ключей (16 нафиг.1).

Одновременно, с размыканием этого ключа прекращается формирование пачки заряженных частиц. В процессе продвижения по газоходу 1 от заряд- 30 ной камеры 2 до измерительной камеры 3 пачек заряженных частиц образуется временной сдвиг между наведением сигнала на выходе усилителя .7 и началом формирования пачки заряжен- 35 ных частиц в зарядной камере 2. Этот временной сдвиг зависит от скорости газового потока, следовательно, каждый из конденсаторов 11-13 включается при определенном значении фазы 40 полезного сигнала на выходе усили1

13 4 теля 7. На индикаторе 17, в качестве которого может быть использован осциллограф, наблюдается осциллограмма, представленная на фиг.2в.

Ф о р м ул а и s о б р е т е н и я

Устройство для измерения скорости газового потока, содержащее установленные последовательно по потоку камеру коронного разряда, подключенную к выходу импульсного источника питания, и измерительную камеру, подключенную к последовательно соединенным усилителю и блоку измерения фазового сдвига с индикатором, а также задающий генератор, о т л и ч а ю щ е е, с я тем, что, целью повышения разрешающей способности, в него введен:л управляемый аттенюатор, детектор, кольцевой сдвиговый регистр, а блок измерения фазового сдвига выполнен в виде группы нечетного числа конденсаторов, подключенных одной обкладкой к общей точке, соединенной с сигнальным входом индикатора, а другими обкладками через ключи, число которых равно числу конденсаторов,к общему проводу устрогства, причем выход детектора подключен к входу управляемого аттенюатора, выходы которого соединены с инвертирующим входом и выходом усилителя, генератор подключен к входу сдвигового регистра, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, а один иэ управляющих вхоДов ключей соединен с входом импульсного источника питания и входом синхронизации индикатора.

1282013

Редактор И.Николайчук

Заказ 7259/42

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР а по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

g Ц

Составитель Ю.Мручко

Текред Л.Сердюкова, Корректор С. Черни