Спектрометр ионов

 

О П И С А Н И Е (II) 45I2I6

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свпд«)сльства (22) Заявлено 08.06.72 (21) 1794085,26-25 (51) М. Кл. Н 05f 3, 00 с ilp liuu« IIIII . 1111«хl 3!1)I lгкп ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (32) Приоритет (53) УДК 621.387.424 (О88.8) Оп бл и ко! „О1о 25. I? .74. 1э!Ол.1 г«III), É 43.?,ii га Оп) бл 1коы;! О1я ollil«, и!я О! f 0О 75 (72) Автор изобретения

В. П. Реута

,71) Заяв)псль Казанский ордена Трудового Красно!о Знамени авиационный институт (54) СПЕКТРОМЕТР ИОНОВ

Изобретение относится к приборам для измерения копцс)п рации H спектра подвижностей атмосферных ионов и может найти применение в медиципе, к)рортологии, метеорологии, при изу.чении физических параме(ров атмосферы, в системах кондиционирования воздуха с искусственной ионизацисй и в друi». областях науки и народного хозяйс!ыа.

Известны спектрометры ионов, работающие на принципе измерения заряда на собирающем электроде аспирационной понпзационной камеры.

Однако в известных спектрометрах выходной сигнал представ;ист собой пилообразное напряжение, поэтому нельзя ыыпо:шт! гь Iioiloсрсдственный отсчет показаний прибора. Поскольку в спектромстрах используют ) сили1ели постоянного тока, то нс удастся избавиться оТ дрейфа нулевой линии отсчета во времени. В процессе пзмсрсшш приходи1ся периодически проверять «нуль» прибора и корректировать его.

Кроме того, поскольку собирающий электрод аспирационной камеры для разряда камеры периодически должен заземляться, то возникает проблема избавления бросков напряжения, возникающих па собирающем электроде при размыкании заземляющего )clpoiiства за счет контактной разности потснцпа;luB lid поз.:. -)1О ) u.iuæHHoã Отсчет показаний

ilplluUpd ) )дшас! Iu шость измеренш1.

Цель(о пзобрс i сипя является повышение

uLIuГрОдспсlвия и го !носiil изх1срений.

J,. 1H э о(О спек;ромстр снабжен пороговым ус!ропе!воз! и да! шком врсмспи измерения, пм«1ощпм дыа выхода, дат ш.ом ырсмс1ш засмлс1шого состояшш и пн(сгратором с переклю(а!слом ilHòåãð;iðóiuùèõ кана loB на входе, llpli luì пороговое ус1ропство ll интеграiop прп осдпнсны сыопмп входами к выходу

) гп1:и с.ш, выход и 1сграгopd соединен с входом рсгпс гра I ора, выходы датчика времени

1!змерсния присосдililui!ы соответственно к капал) ) !1раылснпя порок. поча 1 слсв1 IIH ГсГриру1ощп.. Hllild loB ll к ы.,о !) I

11зобрс1«п1!е по 1«псно чертежами.

11d фиГ. 1 прl!ысдсна О. 10к-схеlid спек Гром«тра; на фпг. 2 — цш.1ограммы процесса изi.СРЕ1ШЯ. (пскгрометр ионов содерж)п ыысоковоль1нып элок(род а«1шрацпо поп понпзацпонной камеры 1, соедин«1шьш через переключатель напряжения 2 с источником питания 3 камеры, собирающий эл ктрод камеры 1, соедиЗд нс ыый с входом усп»i-сля 4, в качестве ко451216

Top»I f>EoiKcT быть Hell»льз»«ан силитс 7« Iloстоянного тока с динамическим конденсатором. Собирающий электрод соединен с устр»йством 5, заземляющим вход. .) стро!<(I!ш 5 представляет собой транзисторный к If»÷, наГР>»ЖЕННЫН На РЕЛЕ С Зсl М ЫК сl ЮIЦИ М КОН! ñl КТ»)1, имеющим в разомкнуTO I (»с)«5!Иии ()lip»I !Бление утечки оп!осительно к»р!IyL3 нрпб»ря !ц менее 10" см. Выход icH;!rite;!f1 4 с»един(н

Входом порогово).о устройс-i;a !), к»т< рым м»ткет быть триггер 1113!И па с эмнт1грным ll»I3торителем на входе, и с в: одом переключателя 7 интегрирующих каналов, Б качестве которы.; может быть применен тр !ггер, наНр51:

ВЫход ИО(ЭОГОВ»ГО С I J)OIICTI33 <) С»(;iillt(II

13x0Qo!>I 73 I t IHh<1 Bpc:sic«El Ef;3:sfLp<. Il ii)1 8, «х»д к»торого сосдHHL .н с Вход«м ляг:!икя «рсч!lift зазсчления 9 и сче!Иым вход»м персключапгс7Я 7, IIPc7cT3 ISËß!о!Ци ч собо)! (I IP3 13, 1)I I»IU Hit I(cl«aë. Выход датчика времен)! Заземления 9 соединен с базой ключа, Входя)цсго В заземCE5iiOIQCL > CTp0нCTB0 5, 3 «LpCI(,710«ат(;IЬ 7 С«51 зан с и!Ггегратором 10 с;1«умя каналами ин1(. Грнро«ания.

Выходы !интегратора 10 cuc3EIItcttht с ш!дика!Ором 11, например с» сгрслочпым прибором.

Спектрометр работает следукнцим Образом.

После включения прибора в есть !и iatrH5t на высоковольтном электроде аспнрационной

ИОНJtdc!ÖÈOÏÏОй КаМЕРЫ 1 IIÅÐCÊËIO×àòåËÑМ HaIiP5fiECCIl «51 2;CTafra«.7IIISafo I 3<1 Ed lltl»C ll3IIP51itC(нис пн!ани51, подаваемое от нет<>яника питаНИ51 3 Кс1 >(1 phi, T. C. Зада!ОТ П р(>дC;I htt S IC) E!3)l CP 51 C )1 i 10 и ОД В И Ж Н 0 С Т Ь И 011 0 В .

Если вход прибора нс зазсмлен, а проду«ка воздуха через камеру 1 Ilc включена, Гo сигна;1 H3 Вхоас )ll it) 7I0. Однак», как нз«сс 1 но, н >л) 13сс 13PLчя дрс) !((>уст.

Если включена продувка !3(>здухя, а 32 сч снимаю! заземление Входа риб»ра, т» и» с«»иРающем электРоде acIIIJParfH»IIII<)(ilf»IIH«ацнонной камеры 1 (сг>от«c I c. I вени» 111 «ходе усилителя () начнет расIH п»генциал 32 счс! оседания попо!3 на собираю!Инй элсктр ь1

ДСЙСТВ)IС)1 ЭЛ(К Prl <СС!,(>Г .> I I<>, 151. .Закон изменения напряжения снп!яла, СI»it flC hi Вас i Сfi I 3 I>I J) с>Ж<.. ННС1! (< (!)

С гдc t — !ц>генциал на собирающем -.ILк I p(дс в вольтах, и — концентрация ионов в иои<>с;(!", e — заряд иона, равньш 1,6 10 — к, r — время накопле)гня в секундах, С вЂ” общая входная емкость спектрометра в фарадах, 1o — — расход воздуха через камеру в сиз)сек

< ) .:»(>)<,,!ы

IfH;t

П

ЕV«l

1 .Сл I! (>я Г. «, 1 (.

iiiiC С!

< „

l I i (f « 5f I I (l l, », i 3 IS(, I 5i < i () < ):3 I cl 1 (t f t <, i (". H SI П.

à — < l S l I > l (I С 51

10 () Il«ill< JlH( I . \ I . .Iil наклона крив< и р«с Га н»т(IIHJI

К»ТО(Э<>(:3cl ВС 70. >1<> 00,11>II I!. СЪ I i 3P I I«1 » lt 3 ПP5115 ifc! 7 IH51 !3ы»р» "1 н ft;i rl pffilcc!rH)i. Ii»51«H «IIIL r oc51

l3 РС 3 > . l f>13 Т(1 f)(1! <(> <1 НМГ)Я, I » >! « i(I I <) () Де!

У (. 1 f) 3 I i I I 3, I J > Я I H С 2 I l I ((> I К Л i I i I I I I I < l 1 1 i ) К Я:S31lHH IIPif()0Pcl.

Усплсllllhlll СН< iI<1 ò (L, . (Jiil . >,(l) !1< С1(, ila20 с! па «х«д ii<)p»i »t>iit <, От(>< пс «s

Ii:S Кап

1(с)к «,1«к« Hl Ilil 1 С «И< I f)3!S!Ihl Xl (.>)<, pa

001 2(> i Ii«P»i »13»С 1 СТР»3!С1 <Б> H ВЫДБС I :I»1»ЖИТО.I> Ill>!Jl 1! XIII>> ЛЬС lla !3ХО, 1; Я . IH!(ci !3РС)!Сtl«

25 ) dмс(> HH>l 8., (3 — l«h 1>рс>!ОIIII,!з)!ср<н!ия 8

II с! чн< I «! <. !<. i !3!) С ч < н lf < . >1. t1i HI,<) ) . (10 Ок»1!

I3() C. >f (. ll il J1Ç >! С (> 1l «SI 8 !Sl>I;130 Г н >1: Т) «C. li 2 ISX»д

1 f LPCIC1 Þ I cl1 (. Г! Я !, К« I t)J) «I I I ac!М(II« Г Капа;1 Hll30 тс1pc3т()J>cl 10 С1!. фиг. 2,, <)) . »дн»!>рс !снн» датчик 8 зап ) с)п! датчик lspL. LI!H Зазсчлс1tH)I 0 f (м. (1>н). ", <> ), 1((i);>1)Ы!«<Ср<..3 333(.. (f—л Я!Оп, < c > ("! J) oilñ i 13i i ) .33:sс )4, !1i I с»()1)P 2!01Ций электр(цf к(1>!Ср!! If L!>J>«ci«с нег» Заряд.

35 (1»с к»„ I I I(> I IL() I3«IH к сl II cl. 1 13 И 1(. Г!) a i »f) 3 1 0 II »

PClC. l l» I i!;JL Я <. 1>Ы «;1« S Hll Jf <,151 -1 fl cl 1)ХО. 1 E! II !

СГря! р» 10, l(i llcl И!Х»дс и!17СГра!Оря 10 Н !!el Hi!,IJli.d «р(. 1 1 II«5 1 hlf I LЯ HI 11351 > 1!pОIIОp)

i cl 1 h !I Ы II I с! !I Г(. !! C > >< i, 2 1l <3 1(. Гl О I! il l(J> Н 13 >ll Р 0 С T d

-(О вх»д), «г» с!7«!яля )с:, (1>иг. 2,() ..

11»сл «I pc;()«к!! .131 1ем.1(НИ 51 (i, ;..!c> II II »i !) I I il С()!3 ISJ) 1(.. Il >l >, CTPOJ!(I«o 5 )!с сд«ll!f; «смлн с II Il !! 111 (51 С Л (. !(.i 1 и (", Il 3 i.

5) fii JIB<, «! i Iii < !Sf)«H)t к« I t)J)(it (i Hi I.",Hl.ci I S . f(: .! . рж cl,! i! I< ñ! ! J «., I Ы. i JHСI () Из )1<

Pi !I«!i.

) iL ) i (> iI . .iС )< II I5l h >!i!)С!1<

i J) d I I I i;". l i! ii I(ii3 If S L l i II ° 1 ll 3 l (I I! I СЯ И 1 »,) () i3К I h():II! ) I i fill, f E I fx ci I « 1 > 1 1

БЬ).)с<. 1 . Il»IS ><: «!><< <<<Нп<, П>р«!!»рцн»!!а.l! НО(.

I !!11 i ПС(\ i ЛЯ 1>;1;,, I ill»il l(PHIS«fl.

I I()LJf st >н!< с 113<1 ifJ>> .. I«il(cti tt«I » с! ILIL I J)0),. (I Pa

< »(."I 0H I l3 с I rs, l»I!1(I

С: i(Ê I J) < > >! С! P iici>, I I cl !! )i..1!! К я!»J) С IP LД БclP J!— L Л<,1! !i )()i <) ) Гcilif Ю alii(>»f) !яцпl» 13 !>Н:!С, lli ! ребу!»щ« l дал>н<сйшсй»б(>або тки в H 3«cc I11ЫХ (I!(К! Р» I(ТР 3Х ICP1113ЫС !13КО:1, i(. !)Jfя:>311!I60 с «1 Вil l»Г, 2 .3!i1 >. . >i 131>< Иc lЯ IО i ГО 1 II ÿ >(i »II d кp11

Бых) .

Прн paooic на с!)скгро !сгре н(-. pcoi cTcft перно 1!«)eскi) устанавливать нуль и c,7c7f1T;, 32 rf3 llCНСНН51 << И Вьl()POCO« Ha 1 IPHihL П Н 51 I IP ff 0165 СоедипСННI! 3 it.7JI llci 13ХОТЕ.

451216

Фиг 7

Регулировкой времени заземленного состояния спскгрометра можно ре! улиров !i > время хранения информации на индикаторе, что создает удобст«а при визуальном снятии данных с спсктромс«ра.

11 р с, 1 3I с т и 3 о о р с . т с ll ll 5!

СI!t.ê !1)oi! TP ионов, содсРжащий kli IIIIЫi,llo«н«ую kl()EIEI3BIIIIo«IEI) камеру, регулируемый источник "итаиия камеры, усилитель, устройство, зачем isiiо«цсe вход спектрометра, с канало»l, управля,ощим его работой, и регистратор, о гл и ч а ющийся тем, !то, с целью повыш lllfsl быс!родсйствия и точности измер3.l3»sI, он снабжен пороговым устройством с дат«и сом «рс>с «Ги измерения, имеющим два

«>ыхода, дат . кo)i времени заземленного cooтояния Il ин«гп ратором с переключателем ин5 тсгрирующих каналов на входе, причем пороговое устройство и интегратор присоединены

СВОИМ!! ВХОд«1)!И 13 13««ХОд>) с Ii.lп С 151, В1>IХОд иптсгра ора соединен с входом реп«стратора. !

3I>! >;t). !>I .1;1 1 1 ика 13pt . 31 t ни и.)м(pt ния и1эисос 10 > II 1!i. II «1 ct) o T Iic:.O i «3e13«!o и каналУ Уl I P a 13a i I«f 53

Г1С «р С К, 1«() «1 тс . 1>.". 1 ll пт(>! p lip > !ÎIÖI I. . Ка I I «3.1013 Il и входу датчика времени заземленного состояния, а выход да-, !ика времени заземленного состояния присоединен к каналу, управляю11) IIE«3!м;3«33i. . 1,«531011«113! \ ст13оис 1 В03!.

4 121jk г . ф )

Госг;!ви !сг!ь В. Ки!!1

Ре;н!к1!!р Л. Зиньковский !скос.! М. Се11енов likkр;!екго;! А. С!еив!говл

3 !к ! !ЗЛО, 1i 11зл. K )2,> РиР;!кк 82 1j!k! k! . снос

1Г!111ИПИ Гос :!!!рствсниого комитет!! C оистя Министров С,С kP ио доги!ч !I !оорстеkkkkll и открытий

Чоск!!Я /Ь,-35 I (1 IllCÅ(151 !!30. 4 В

Тиногря