Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах. Способ предусматривает заполнение цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, исследуемой жидкостью, удаление через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги на нижней торцевой стенке, возбуждение электромагнитных колебаний типа H011 и оценку по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, при этом измерения добротности проводят в условиях возмущения электромагнитного поля резонатора полым диэлектрическим стержнем, расположенным на оси резонатора, при этом толщина его стенок Δ≥0,5 мм, а отношение диаметра полого стержня из диэлектрика d к диаметру резонатора dOP выбирают из условия, что оно более или равно 0,1, что обеспечивает повышение чувствительности способа при одновременном упрощении аппаратурного выполнения устройства. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома.

Известен кондуктометрический способ определения влажности (см. Жуков Ю.П., Кулаков М.В. Высокочастотная безэлектродная кондуктометрия. - М.: Энергия, 1968. С.104). В диапазоне объемных влажностей 0-2% измерение практически невозможно, так как величины сопротивлений материалов становятся больше входных сопротивлений измерительных устройств.

Известен резонаторный способ определения влажности (см. Берлинер М.А. Измерение влажности. - М.: Энергия, 1973). Исследуемая жидкость помещается в кювету, находящуюся в полости цилиндрического объемного резонатора (ОР). Кювета выполняется в виде цилиндра или диска и устанавливается вдоль или перпендикулярно продольной оси объемного резонатора. Возбуждается колебание электромагнитного поля (ЭМП) типа Н011. Выходной величиной первичного измерительного преобразователя (ПИП) служит изменение добротности резонатора ΔQ=Q0-Q (Q - нагруженная; Q0 - ненагруженная добротности резонатора), вызванное введением исследуемого материала с неизвестной влажностью. Недостатком способа является невысокая точность определения содержания влаги в виде осадка за счет влияния растворимой влаги, содержащейся в исследуемом углеводороде и которая зависит от температуры, давления и от типа углеводорода.

За прототип принят способ определения СВЧ-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах (Патент РФ №2451929, МКл6 G01N 22/04. СВЧ-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах / Суслин М.А., Шаталов А.Л. (РФ) - №2010147251/09; заявл. 18.11.10., опубл. 27.05.12 г. Бюл №15). В данном способе исследуемый жидкий углеводород помещают в полость цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, возбуждают электромагнитное поле типа H011, измеряют изменение добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием H011, которое вызвано введением исследуемого материала, возбуждают далее электромагнитное поле типа Е010, измеряют изменение добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием E010, которое вызвано введением исследуемого материала, при этом цилиндрический объемный резонатор вначале полностью заполняют исследуемой жидкостью, после некоторого времени отстоя - порядка десяти секунд, сливают жидкость так, чтобы отстой влаги оставался на нижней торцевой стенке резонатора. По изменению добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием E010 судят об объемной концентрации осажденной влаги в диапазоне до 0,4%, а по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием Н011 - в диапазоне 0,4-2%.

Недостатком прототипа является недостаточная чувствительность определения осажденной влаги. Для реализации предлагаемой методики с использованием двух пространственных мод цилиндрического объемного резонатора необходим СВЧ генератор одновременно с широкой (для возбуждения колебаний H011 и Е010) и прецизионной перестройкой частоты (для измерения добротности нагруженной колебательной системы по полосе пропускания). Такой генератор сложен в исполнении и настройке, что значительно усложняет техническую реализацию устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах и упрощение устройства, реализующего способ.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающемся в полном заполнении цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, исследуемой жидкостью, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги на нижней торцевой стенке, возбуждении электромагнитных колебаний типа H011 и оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, при этом измерения добротности проводят в условиях возмущения электромагнитного поля резонатора полым диэлектрическим стержнем, расположенным на оси резонатора, при этом толщина стенок Δ≥0,5 мм, а отношение диаметра полого стержня из диэлектрика d к диаметру резонатора dOP выбирают из условия

На фиг. 1 представлен внешний вид внутреннего объема резонатора с диэлектрическим полым стержнем на оси, на фиг. 2 - результаты численного моделирования электрического поля электромагнитного колебания H011 пустого резонатора; на фиг. 3 - результаты численного моделирования трансформации электрического поля электромагнитного колебания H011 резонатора с диэлектрическим полым стержнем; на фиг. 4 - результаты экспериментальных исследований.

Суть СВЧ-способа определения осажденной влаги в жидких углеводородах заключается в возмущении (помещение внутрь резонатора) электромагнитного поля цилиндрического объемного резонатора (ЦОР) полым диэлектрическим стержнем, расположенным на оси. Наличие возмущающего диэлектрического полого стержня приводит к трансформации основного колебания H011. По середине длины трубопровода и у торцевых стенок наблюдается концентрация поля, что значительно увеличивает чувствительность к содержанию на этой стенке влаги. Поясним это результатами численного моделирования и эксперимента.

Электрическое поле пространственного колебания Н011 невозмущенного резонатора (см. Корбанский, И.Н. Теория электромагнитного поля. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1964. - 356 с.) представляет собой замкнутые концентрические окружности, поле максимально по середине длины и радиуса, электрическое поле равно нулю на оси и у торцевых стенок. Проведенный численный анализ электрического поля пространственного колебания H011 электромагнитного поля методом конечных элементов в системе COMSOL Multiphysics показывает те же самые результаты: поле максимально (красный цвет на рис. 2) по середине длины и радиуса и равно нулю на оси и у торцевых стенок (синий цвет). Поэтому чувствительность к содержанию среды с потерями на торцевой стенке невысока. В прототипе нагруженная добротность уменьшается на порядок по отношению к пустому резонатору примерно при 2% объемной доли влаги.

Введения в резонатор диэлектрического полого стержня, расположенного по оси, позволяет увеличить чувствительность к содержанию на торцевой стенке влаги. На фиг. 1 показана такая система. Толщина стенок стержня составляет 1 мм, диаметр - 25 мм. Материал - пластик с относительной диэлектрической проницаемостью 5,3. На фиг. 3 представлены результаты моделирования ЭМ поля методом конечных элементов в системе COMSOL Multiphysics. Наличие возмущающего диэлектрического трубопровода приводит к трансформации поля. По середине длины трубопровода и у торцевых стенок наблюдается концентрация поля. При этом резонансная частота по отношению к резонансной частоте основного колебания H011, равной

где а - радиус; l - длина резонатора, для колебания H011 характеристическое число x 1 0 = 3,832 , изменяется примерно на 10 МГц. При этом добротность вырастает примерно на 30%.

Такая трансформация наблюдается при отношении диаметра полого стержня из диэлектрика d к диаметру резонатора dOP

и толщине стенок больше 0,5 мм.

Два максимума электрического поля по радиусу на торцевой стенке значительно увеличивает чувствительность к содержанию на этой стенке влаги.

При этом, как в прототипе, цилиндрический объемный резонатор с продольной осью, перпендикулярной горизонту, полностью заполняют исследуемой жидкостью. После некоторого времени отстоя (для авиационного керосина это время не превышает десятка секунд) начинают слив жидкости так, чтобы отстой в виде влаги оставался на нижней торцевой стенке резонатора. Наличие тонкого слоя практически не изменяет резонансную частоту колебаний (частота остается в пределах полосы задержания ненагруженной системы), а добротность (за счет изменения эффективной проводимости нижней стенки) изменяется значительно.

На фиг. 4 показаны экспериментальные значения нагруженной добротности резонатора с с диэлектрическим полым стержнем на оси от объемной концентрации влаги в осадке %V. Объемная концентрация влаги в осадке %V рассчитывалась как отношение эффективной высоты влаги lэф к высоте резонатора lOP

Концентрация поля у торцевых стенок резонатора приводит к увеличению чувствительности от содержания влаги в осадке: нагруженная добротность уменьшается на порядок по отношению к пустому резонатору примерно при 0,25% объемной доли влаги. Что значительно выше, чем для колебания H011 пустого резонатора, и в два раза выше, чем для колебания Е010 (результаты прототипа). Это объясняется наличием двух максимумом электрического поля по радиусу на торцевой стенке в трансформированном поле против одного для колебания E010.

Реализация устройства аналогична прототипу. Только применение в схеме измерения двух резонаторов (пустого и с трубопроводом) и одного генератора СВЧ с небольшим диапазоном перестройки частоты (десятки МГц против единиц ГГц в схеме с одним резонатором, как в прототипе) позволят реализовать более высокую чувствительность к содержанию влаги в осадке и одновременно упростить аппаратную реализацию устройства.

Способ определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающийся в полном заполнении цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, исследуемой жидкостью, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги на нижней торцевой стенке, возбуждении электромагнитных колебаний типа H011 и оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, отличающийся тем, что измерения добротности проводят в условиях возмущения электромагнитного поля резонатора полым диэлектрическим стержнем, расположенным на оси резонатора, при этом толщина стенок Δ≥0,5 мм, а отношение диаметра полого стержня из диэлектрика d к диаметру резонатора dOP выбирают из условия
.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги.
Предложен способ определения диэлектрической проницаемости и толщины твердых образцов на металле. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения толщины и диэлектрической проницаемости материала на металле.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (концентрации, смеси веществ, влагосодержания, плотности и др.) жидкостей, находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных бесконтактных измерений физических параметров (влажности, плотности, массы, толщины и др.) различных листовых материалов, движущихся или находящихся в стационарных условиях.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано для контроля эндодонтического лечения постоянных зубов. Проводят исследование кривизны корневого канала зуба на конусно-лучевом компьютерном томографе «Picasso Trio» с программой Ezlmplant.

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств содержит СВЧ передающее устройство с частотой f1, СВЧ передающее устройство с частотой f2, СВЧ приемное устройство комбинационных частот второго порядка, СВЧ приемное устройство комбинационных частот третьего порядка.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации бинарных смесей различных жидких веществ, перекачиваемых по трубопроводам.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации бинарных смесей различных жидких веществ, перекачиваемых по трубопроводам.

Изобретение относится к устройству измерения физических свойств жидкости в емкости. Повышение точности измерения является техническим результатом заявленного устройства, которое представляет собой первый рабочий чувствительный элемент в виде первого резонатора - отрезка коаксиальной линии, заполняемого контролируемой жидкостью, между полым внутренним и наружным проводниками которого размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов, и эталонный чувствительный элемент в виде второго резонатора, заполняемого эталонной жидкостью, являющегося полостью внутреннего проводника первого резонатора, при этом оба резонатора подключены через соответствующие элементы возбуждения и съема колебаний и линии связи этих резонаторов с соответствующими электронными блоками, выходы которых подсоединены к входу функционального преобразователя, подсоединенного выходом к индикатору.

Изобретение относится к медицинской технике. Антенна-аппликатор для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биологического объекта содержит закрытый с одного конца отрезок волновода (1), частично или полностью заполненный диэлектриком (2). На противоположном открытом конце отрезка волновода (1) расположена диэлектрическая пластина (3), предназначенная для контакта с биологическим объектом. Устройство возбуждения электромагнитных волн антенны-аппликатора выполнено в виде металлического проводника (4) и делителя мощности (5). Проводник (4) расположен на диэлектрической пластине (3) со стороны закрытого конца волновода (1) и установлен параллельно широкой боковой стенке волновода (1). Входы делителя мощности (5) электрически соединены с противоположными концами проводника (4), а выход делителя мощности (5) является выходом подключения к радиотермометру. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков. Технический результат - повышение точности определения диэлектрической проницаемости. В способе дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, регистрируют сигнал, прошедший через диэлектрический объект, затем определяют зависимость выражения: где N - количество частот СВЧ-излучения, k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот, fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот, i - мнимая единица, с - скорость света в вакууме, Аобъектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах, Аcnk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства, Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства, от x - координаты по оси X, соединяющей средство регистрации и источник СВЧ-излучения, определяют значение хmax, при котором F имеет максимальное значение, и определяют диэлектрическую проницаемость по формуле: где L - физический размер диэлектрического объекта вдоль оси X. Технический результат - повышение точности определения диэлектрической проницаемости движущихся диэлектрических объектов, а также обеспечение возможности реализации способа независимо от освещения диэлектрического объекта.

Использование: для досмотра скрытых предметов под одеждой и в переносимом багаже человека. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют облучение СВЧ-излучением контролируемой области с помощью одного или более элементарных излучателей, региструют отраженный от контролируемой области сигнал с помощью одного или более каналов регистрации, обрабатывают зарегистрированный сигнал и отображают полученную в результате обработки информацию, при этом получение отраженного сигнала от человека с разных ракурсов достигается за счет естественного перемещения человека в области видимости распределенной системы элементарных излучателей и каналов регистрации, при этом одновременно с регистрацией отраженного СВЧ-излучения происходит синхронная видеорегистрация передвигающегося человека видеорегистратором, производится накопление и совместная обработка данных, зарегистрированных распределенной системой каналов регистрации и видеорегистратором, определение траектории каждого пикселя, принадлежащего передвигающемуся человеку, за время пересечения области видимости распределенной системы каналов регистрации, представление результатов расчета в виде синтезированного радиоизображения для произвольно задаваемого предыдущего момента времени и соответствующей этому моменту позе передвигающегося человека, где вычисление обобщенной функции неопределенности для каждого пикселя, принадлежащего передвигающемуся человеку, характеризующей радиолокационную отражательную способность данного пикселя, производится по определенной формуле. Технический результат: обеспечение возможности получения изображения цели и классификации ее типа. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности, для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и реализация возможности ее изменения при определении объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах. Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающемся в полном заполнении исследуемой жидкостью цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги, возбуждении электромагнитного колебания типа Н011, оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, дополнительно, на нижней-торцевой стенке устанавливают диэлектрик высотой h, с диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора, при удалении исследуемой жидкости влагу оставляют на поверхности диэлектрика, при этом варьируя отношение , возможно изменение диапазона измерений при сохранении высокой чувствительности к объемной концентрации осажденной влаги, где l - длина резонатора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к области обеспечения безопасности, а именно к сканирующему устройству формирования топографического изображения в миллиметровом диапазоне волн для досмотра людей. Устройство содержит первый трансивер (40) миллиметрового диапазона с антенной решеткой (41) для передачи и приема первого сигнала миллиметрового диапазона, второй трансивер (40′) миллиметрового диапазона с антенной решеткой (41′) для передачи и приема второго сигнала миллиметрового диапазона, который выполнен с возможностью перемещения в направлении, противоположном направлению движения первого трансивера миллиметрового диапазона, соединительный элемент (26, 27) для соединения между собой первого трансивера (40) и второго трансивера (40′) и приводное устройство (50), приводящее в движение один из двух трансиверов миллиметрового диапазона. Первый трансивер (40) и второй трансивер (40') перемещаются в противоположных направлениях. Достигается высокое качество построения изображения при упрощении конструкции устройства. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации и контроля насыпи железных дорог и автодорог. Влажность, загрязненность и толщину слоев насыпи определяют с помощью георадара. В составе насыпи железной или автодороги применяют один или несколько слоев отражательного геотекстиля. Отражательный геотекстиль включает электропроводящие элементы. Измеряют электромагнитные сигналы георадара, отраженные от электропроводящих элементов геотекстиля. Результаты численно обрабатывают на ЭВМ. Затухание отраженных электромагнитных сигналов определяют по амплитуде, а показатель преломления - по скорости сигналов. Влажность насыпи определяют по показателю преломления, а загрязненность - по показателю преломления и затуханию сигналов. Толщину и влажность слоев слоисто-неоднородной насыпи определяют по форме годографа отраженных сигналов. Способ является бесконтактным, неразрушающим, быстрым и эффективным. Технический результат заключается в увеличении эффективности и качества обследования насыпи, повышении безопасности на железных дорогах и автодорогах. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно излучают электромагнитные волны с частотой F1 и частотой в k раз выше kF1 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ1 между принимаемой волной с частотой kF1 и волной с частотой F1, предварительно умноженной на k, после этого одновременно излучают электромагнитные волны с другой частотой F2 и частотой в k раз выше kF2 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ2 между принимаемой волной с частотой kF2 и волной с частотой F2, предварительно умноженной на k, толщину диэлектрической пластины определяют по фазам φ1 и φ2. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения. 1 ил.

Способ контроля изменений интегрального состава газовой среды относится к области электрических измерений и может быть использован в составе аналитическо-измерительных комплексов непрерывного контроля за параметрами атмосферы в замкнутых пространствах, в шахтах и тоннелях, а также в системах автоматического управления технологическими процессами, системах непрерывного экологического мониторинга и метеорологии. Преимущество данного способа измерения, по сравнению с другими способами измерения заключается в защищённости датчиков от пыли, влаги, паров, малом времени измерения и возможности проведения контроля изменений интегрального состава газовой среды на протяжённых трассах и в больших объёмах рабочих пространств. Эти свойства предполагаемого изобретения особенно важны для применения в угольных шахтах, на производствах с токсичной и вредной средой, а также на пожароопасных и взрывоопасных производствах, где газы, пыль и пары неравномерно распределены по объёму рабочего пространства. Новым в способе контроля изменений интегрального состава газовой среды является применение единственного микроволнового канала связи, для проведения фазовых измерений и синхронизации высокочастотных высокодобротных кварцевых опорных генераторов, с целью снижения затрат на проектирование и производство оборудования и оптимизации радиотракта. При контроле изменений интегрального состава газовой среды микроволновый сигнал, модулированный по амплитуде низкочастотным синхронизирующим сигналом, излучают в измерительный канал. Далее микроволновый сигнал принимают ретранслятором и усиливают, затем из него выделяют низкочастотный синхронизирующий сигнал, который используют для синхронизации местного опорного генератора при помощи системы фазовой автоподстройки частоты. Затем в микроволновый сигнал вносят монотонно нарастающий фазовый сдвиг в микроволновом управляемом фазовращателе, после чего микроволновый сигнал излучают обратно. Из принятого микроволнового сигнала, после гомодинного преобразования частоты, выделяют низкочастотную информационную составляющую. По разности фаз, измеренной между низкочастотным опорным и информационным сигналами, определяют изменения относительной диэлектрической проницаемости среды, а следовательно и изменения интегрального состава газовой среды.

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока. Автодинный генератор - это генератор с открытой колебательной системой, способной излучать и принимать электромагнитные колебания. При возбуждении автодинного генератора он через микрополосковую антенну начинает эффективно излучать микроволновые колебания в сторону тела шахтера. Мощность этих колебаний невелика, что совершенно не сказывается на здоровье самого шахтера. Отразившись от тела шахтера, колебания вновь улавливаются микрополосковой антенной и складываются с собственными колебаниями автодинного генератора, вызывая тем самым изменение протекающего через автодинный генератор постоянного тока. Датчик тока, подключенный к выводу питания автодинного генератора, позволяет регистрировать эти изменения потребления тока, которые несут информацию о сердечном ритме шахтера. Узкополосный усилитель инфразвуковой частоты выделяет и усиливает эти изменения тока в диапазоне частот 0,8-2,5 Гц, соответствующие сердцебиению шахтера. В этом же диапазоне частот на выходе узкополосного усилителя инфразвуковой частоты присутствуют составляющие, обусловленные движением тела шахтера. Однако эти составляющие имеют нерегулярный характер и по своей сути являются составляющими шума, среднеквадратическое значение которых на известном временном интервале равно нулю. Спектральные составляющие, вызванные сердцебиением человека, имеют регулярный характер и их легко распознать, применив корреляционную обработку сигнала. Микроконтроллер осуществляет оцифровку сигнала, присутствующего на выходе усилителя инфразвуковой частоты и производит при этом корреляционную обработку последовательности оцифрованных данных на заданном временном интервале. В результате этой обработки микроконтроллер выделят составляющие, имеющие периодическую структуру, которые, по сути, соответствуют сердечному ритму человека. Далее через свой стандартный цифровой интерфейс микроконтроллер выдает данные получателю информации о сердечном ритме шахтера.
Наверх