Пьезоэлектрический анализатор газов

 

Изобретение относится к области резонансных измерений кот ентраций паров и газов. Цель изобретения заключается в повы11:ении точности и чувствительности при анализе компонентов газовой среды. На чертеже приведена структурная схема анализатора . Анализатор содержит измерительный (иг) и опорный (ОГ) автогенераторы , два частотных детектора, амплитудный и частотный компараторы, формирователь, два реверсивных счетчика (РС), два цифроаналоговых преобразователя (ДАЛ), программируемую логическую матрицу (М) и блок индикации , причем датчик ОГ размещен в изолированном объеме в газовой среде с заданными параметрами. В зависимости от газовой среды изменяются частота и амплитуда ИГ, что вызывает изменение кодов в PC и соответственно уровней сигналов на выходах ЦАП, которые, воздействуя на входы управления ИГ, восстанавливают амплитуду и частоту ИГ равными амплитуде и частоте ОГ, а коды PC с помоиью М дешифрируются в коды вида газа и его концентрации, которые выводятся на блок индикации. I з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„, 1449933 А1 (51) 4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4179?56/?4-21 (22) 14.01,87 (46) 07.01.89. Бюл. - 1 (72) Э,И.Apm, В.П,Канунников, В.Н.Покатаев и А.К,фролов (53) 621.317,39 (088.8) (56) Иолов В.T:. Пьезорезонансные датчики. — М.: Энергия, 1978, с 120.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1057811, кл. G 01 R 27/?б, 1982. (54) ПВЕЗОЭЛВКТРИЧВСКИИ АНАЛИЗАТОР

ГАЗ ОВ (57) Изобретение относится к области резонансных измерений концентраций паров и газов. Цель изобретечия заключается в повинении точности и чувствительности при анализе компонентов газовой среды. На чертеже приведена структурная схема анализатора. Анализатор содержит измерительный (ИГ) и опорный (ОГ) автогенераторы, два частотных детектора, амплитудный и частотный компараторы, формирователь, два реверсивных счетчика (РС), два цифроаналоговых преоб. разователя (ЦАП), программируемую логическую матрицу (M) и блок индикации, причем датчик ОГ размещен в изолированном объеме в газовой среде с заданными параметрами. В зависимости от газовой среды изменяются частота и амплитуда ИГ, что вызывает изменение кодов в РС и соответст- венно уровней сигналов на выходах

HAIi, которые, воздействуя на входы управления ИГ, восстанавливают амплитуду и частоту ИГ равными амплитуде и частоте ОГ, а коды РС с помошью И депифрируются в коды вида газа и его концентрации, которые выводятся на блок индикации. I з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области резонансных измерений с использованием пьезорезонлнсных датчиков и может бить применено для исследования физических и химических свойств веществ, микроконцентрлций паров и т азов, а также в аналогичних случаях, требующих высокой чувствительности средств измерений. 10

Цель изобретения — повищение чув,ствительности и точности измерений.

На чертеже приведена структурная схема анализатора газов.

Анализатор содержит измеритель- 15 ный автогенерлтор 1, опорный авто" генератор 2, двл амплитудных детектора 3 H 4, два частотных детектора

5 и 6, компаратор 7 амплитуд, компаратор 8 частот, формирователь 9 пря- 20 моугольных импульсов, два реверсивных счетчика !О и 11, двл цифроана логовых преобразователя 12 и 13 (UAII) программируемую логическую матрицу 14 и блок 15 индикации. Измерительный лвтогенератор выполнен на транзисторе 16 и содержит последовательний контур, состоящий из пьезоэлектрического датчика 17, варикапа 18, подстроечного конденсатора

19 и индуктивности 20, а также резисторы 21 и 22, управляемьЖ резистор

), 23, резистор ?4, конденсаторы 25-27 и резистивно-индуктивную цепочку 28 и 29. Опорный автогенерлтор состоит из генератора 30 и пьезоэлектрического датчика 31.

Выход измерительного автогенераторл ) соединен с входами амплитудного детектора 3 и частотного детек- 40 тора 5, Выход опорного автогенератора 2 соединен с входами амплитудного детектора 4, частотного детектора 6 и с входом формирователя 9. Выходи лмплитудних детекторов 3 и 4 соедн- 45 иены с двумя входами компараторл 7 амплитуд; выходи частотних детекторов 5 и 6 соединены с входами комплратора 8 частот. Выход компараторл

7 амплитуд соединен с первым входом первого реверсивного счетчика 10, выход компаратора 8 частот соединен с первым входом второго реверсивного счетчика 11, выход формирователя 9 соединен с входами управления ревер- 55 сивних счетчиков 10 и 11. Выход первого реве сивного счетчика )0 соединен с входом первого ЦАП 1? и с первым входом программируемой логической матрицы ) 4, выход в горого счетчика )1 соединен с входом второго

ПАП )3 и с вторим входом программируемой логической матрицы )4, выход которой соединен с входом блока 1 5 индикации. Входы управления по частоте и амплитуде измерительного антогенерлтора 1 соединены с выходами второго и первого ПАП 13 и 12 соответственно, Анализатор работает следующим образом.

Измеряемая компонента газовой смеси воздействует на чувствительное сорбпионное покрытие пластин пьезоэлектрического датчика 17, При этом изменяется амплитуда и частота измерительного автогенератора !. Это приводит к появлению сигнало:. нл выходах компарлтора 7 амплитуд и к мпаратора

8 частот. Эти сигналы яв:;яются сигналами уровня логического нуля и одновременно являются рлзрещающими для прохождения информационных сигналов от формирователя 9 импульсов нл входы управления реверсивних счетчиков

10 и 11. Реверсивние счетчики начинают суммировать либо вычитать в зависимости от состояния выходов компарлторов 7 и 8). В результате этого изменяется код на виходлх реверсивных счетчиков 10 и )1, который попадает на входы ЦЛЛ 12 и 13, Изменение сигналов нл выходах ПАП )3 и 13 воздействует на управляющие ,элементы измерительного лвтогенерлтора 1 — варикап 18 и управляемый резистор 23. В результате этого восстанавливается частота и амплитуда сигнала генерации измерительного автогенераторл 1, совпадающая с частотой опорного кварцевого автогенератора 2, Одновременно коды с выходов счетчиков 10 и 11, несущие информацию о частоте и амплитуде датчика, поступл;,т на входи программируемой логической матрицы 14, код с выходов которой индицируется в блоке 15 индикации в виде кода вида газа и его концентрации.

Ф о р м у л а и з обретения

), Пьезоэлектрический анализатор газов, содержащий измерительный лвтогенератор с входами упрлвлепия по амплитуде и частоте и опорный лвтогенерлтор с пьезоэлектрическим

1449933 датчиком, в резонансные системы которых вкличеньi пьсзорезонансные датчики, HBpBblH амплитудный детектор, вход которогo соединен с выходом иэ5 мерительного автогенератора, и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повыиения чувствительности и точности измерений, в него введены второй амплитудный де" 10 тектор, два частотных детектора,компаратор амплитуд, компаратор частот, формирователь прямоугольных импульсов, два реверсивных счетчика, два цифроаналоговых преобразователя и )5 программируемая логическая матрица, при этом выход измерительного автогенератора через первый частотный детектор соединен с первым входом компаратора частот, второй вход ко- 2О торого через второй частотный детектор соединен с выходом опорного автогенератора и входами второго амплитудного детектора и формирователя прямоугольньгх импульсов, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с первым и вторым входами компаратора амплитуд, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика, вход управления первого реверсивного счетчика соединен с входом управления второго реверсивного счетчика и чыходом формирователя прямоугольных импульсов, выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и первым и вторым входами программируемой логической матрицы, выход которой соединен с блоком индикации, выход компаратора частот соединен с входом второго реверсивного счетчика, входы управления по частоте и амплитуде измерительного автогенератора соединены с выходами второго и первого цифроаналоговых преобразователей соответственно.

?. Анализатор газов по п,1, о т— л и ч а и шийся тем, что пьезоэлектрический датчик опорного автогенератора размещен в изолированном объеме в газовой среде с заданными п ар аме тр ами .