Магнитно-механический компенсационный газоанализатор

 

фатентно-. = ..:лigокаО

Явй мютека ЫЬ

О П И С А Н И Е 01 4ЗУОО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистически»

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.10.71 (21) 1705922/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.07.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 30,12.74 (51) М, Кл. G Oln 27/72

G Оlг 504

G Оlг 1/14

Государственный комитет

Ссввта Министров СССР па делам изаоретенир н открытий (53) УДК 543.272.1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Я. Беляев (71) Заявитель

Специальное конструкторско-технологическое бюро медицинских и физиологических приборов (54) МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАЦИОННЪ|й

ГАЗОАНАЛ И ЗАТОР

Изобретение касается газоаналитического приборостроения и может быть использовано для определения парциального давления кислорода в газовых смесях в медицине, промышленности, науке, а также в качестве первичного прибора в системах автоматического регулирования содержания кислорода в замкнутых объемах дыхательных аппаратов, в отсеках подводных, наземных и воздушных движущихся и неподвижных объектах, в том числе при высоких давлениях газовой смеси.

Известен магнитомеханический компенсационный газоанализатор кислорода, содержащий измерительную камеру, поворотный ротор с компенсационной обмоткой, подвешенный на токопроводящих растяжках в зазорах магнитной системы, и компенсационную измерительную схему.

Известен также газоанализатор, в котором с целью демпфирования внешних механиче.ских воздействий предлагается на ротор помещать обмотку.

В известных газоанализаторах ротор выполнен в виде гантельки из двух диамагнитных тел, преимущественно стеклянных пустотелых

",париков, зеркальца, компенсационной обмотки из проволоки и двух растяжек. Все детали ротора скреплены, при этом обмотка соединена последовательно с растяжками.

Однако такая конструкция сложна в изготовлении, не поддается механизации, поэтому требует большой затраты высококвалифицированного ручного и ювелирного труда.

Цель предлагаемого изобретения — упростить конструкцию ротора совмещением функции диамагнитных тел, компенсационной и демпфирующей обмоток в одной детали, тем самым значительно сократить затраты ручного труда, повысить надежность газоанализа10 тора. улучшить его устойчивость к внешним механическим воздействиям и уменьшить габариты и вес газоанализатора за счет уменьшения магнитного зазора, в котором устанавливается ротор, расширить функциональные

15 возмо>кности газоанализатора.

Это достигается тем, что ротор выполнен в виде рамки из диамагнитного токопроводящего материала, имеющей форму «восьмерки».

Две противоположные короткие стороны рам20 ки, с прилегающими к ним частями длинных сторон, расположены в зазорах магнитной системы и повернуты вокруг продольной оси рамки на угол 90 в противоположных направлениях. Токопроводящие растяжки кре25 пятся к серединам двух других сторон способом, обеспечивающим их электрический контакт с рамкой, например, припаиваются. К середине рамки прикреплено зеркальце, а к его задней стороне — противовес в качестве сред50 ства балансировки ротора. Загнутые на 90

437007

55 стороны рамки выполняют роль диамагнитных измерительных тел. Контур рамки образует два полувитка компенсационной обмотки и одновременно короткозамкнутый демпфирующий виток. Нужное направление токов обеспечивается упомянутым загибом сторон рамки на 90 . Зеркало служит для электрооптической индикации положения ротора.

На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема газоанализатора, на фиг. 2 — ротор газоанализатора в сборе, на фиг. 3, 4 и 5 — ротор в трех проекциях.

Газоанализатор содержит поворотный ротор 1, выполненный в виде рамки 2 из днамагнитного токопроводящего материала, имеющий форму «восьмерки». Две противоположные короткие стороны рамки помещаются в магнитных зазорах полюсных наконечников 3 газоанализатора и выполняют роль диамагнитных измерительных тел. К серединам двух других сторон крепятся токопроводящие растяжки 4, которые имеют электрический контакт с рамкой. При таком соединении контур рамки образует два полувитка компенсационной обмотки и одновременно демпфирующий виток. Необходимое направление компенсационного тока обеспечивается загибом коротких сторон рамки на 90 в разные стороны.

Для обеспечения электрооптической индикации положения ротора к средней части рамки прикреплено зеркальце 5. С задней его стороны прикреплен противовес 6, служащий для статической балансировки ротора путем отгибания противовеса в нужную сторону.

Свободные концы растяжек 4 припаяны к пружинкам 7, закрепленным на изоляторах 8, установленных на кронштейне 9. Участки коротких сторон рамки находятся в неоднородном магнитном поле, созданном магнитной системой, состоящей из постоянных магнитов 10, магнитопровода 11 и двух полюсных наконечников 3. Газоанализатор содержит оптическую систему, состоящую из источника света, например лампочки 12 накаливания, конденсатора 13, маски 14, неподвижного зеркала 15, объектива 16, подвижного зеркала 17, конденсатора 18, светорасщепляющей призмы 19 и двух фотодиодов 20. Полюсные наконечники 3 залиты диамагнитным материалом, например латунью, и образуют монолитный блок 21, в котором выполнена полость для установки ротора на кронштейне 8. Напротив зеркала 5 ротора в олоке выполнено окно 22, герметично закрытое объективом 16. С противоположной стороны блок герметично закрыт крышкой 23. Полость, в которой находится ротор, образует измерительную камеру, в которую через отверстие в блоке 24 входит, а через от5

45 всрстие 25 выходит анализируемая газовая смесь. Аналогично осуществляется подача газовой смеси и в нижней части измерительной камеры. Газоанализатор имеет усилитель

26 и показывающий прибор 27.

Газоанализатор работает следующим образом.

Луч света от лампочки 12, проходящий через конденсатор 13 и маску 14, направленный зеркалом 15 через объектив 16 на зеркало 5 ротора, отражается от него, проходит объектив 16, отражается от подвижного зеркала 17, служащего для установки нуля, проходит через конденсатор 18, расщепляется призмой 19 на два луча, падающих на фотодиоды 20, включенные на вход усилителя 26. При поступлении в измерительную камеру газовой смеси, содержащей кислород, диамагнитные короткие стороны рамки ротора, находящиеся в неоднородном магнитном поле, в результате взаимодействия с napaìàãíèòíûì кислородом выталкиваются из зазора между полюсными наконечниками 3 и ротор поворачивается вокруг растяжек 4 вместе с зеркалом 5.

Это приводит к перераспределению освещенности фотодиодов 20 и появлению электрического сигнала на входе усилителя 26. Усиленный им электрический сигнал через показы. вающий прибор 27 и растяжки 4 проходит через правую и левую половины рамки ротора и, взаимодействуя с магнитным полем, возвращает ротор в исходное положение. Ток компенсации пропорционален парциальному давлению кислорода в анализируемой газовой смеси и пробор 27, отградуированный в процентах или парциальном давлении кислорода, показывает содержание кислорода в смеси.

При воздействии на ротор внешних механических сил он будет стремиться повернуться вокруг растяжек. Так как рамки ротора находятся в магнитном поле, в ней индуктируется ток Фуко, проходящий по замкнутому контуру рамки ротора, который, взаимодействуя с магнитным полем, препятствует повороту ротора, осуществляя его демпфирование.

Предмет изобретения

Магнитомеханический компенсационный газоанализатор, содержащий измерительную камеру и ротор, подвешенный на токопроводящих растяжках в зазорах магнитной системы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей газоанализатора, ротор выполнен в виде рамки из диамагнитного токопроводя щего материала, имеющей форму «восьмерки»,причем короткие стороны рамки расположены в зазорах магнитной системы.

437007

Редактор А. Морозова

Заказ 3469/13 Изд. № 99 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Беляев

Техред А. Дроздова

Корректоры: Л. Котова и Т. Гревцова