Ионный датчик

 

Союз Советскик

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>917235 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 280880 (21) 2977428/18-21 с присоединением заявки РЙ(23) П риоритет (51)М. Кл.

Н 01 J 21/16

9жударстеекиый квинтет

СССР ао делан изебретенке и открытки

Опубликовано 30Я382. Бюллетень М 12

Дата опубликования описания 300382 (S3) УДК 621.319., 2 (088. 8) (72) Автор изобретения.А.Н.Черний

Московский научно-исследовательский институ+- туберкулеза Минздрава РСФСР / (71) Заявитель (54) ИОННЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к газоразрядной технике, точнее к приборам, преобразующим переменное электростатическое поле в электрический сигнал, и предназначено преимуществен" но для работы в качестве датчика в счетчиках движущихся предметов.

Известен ионный датчик, содержащий стеклянный герметичный баллон, в котором расположены два электрода. Один электрод выполнен в виде кольца, а другой - в форме диска. Баллон наполнен смесью газов:неона, аргона и гелия с преобладанием неона.

Ионный датчик соединен со стабилизированным источником переменного напряжения и подключен через резистор к входу усилителя, выход которого соединен с входом счетчика, а выход счетчика подключен к цифровому индикатору.

Ионный датчик реагирует на изменение электростатического поля и работает в устройстве для подсчета движущихся наэлектролизованных пред метов (13.

Недостатком известного ионного датчика является то, что он не моS жет быть использован для подсчета предметов, имеющих нейтральный электрический заряд.

Известен также ионный датчик, содержащий стеклянный герметичный бал10 лон, заполненный инертным газом, внутри которого расположены два электрода, а с внешней стороны электретный элемент °

Ионный датчик соединен со стаби- лизированным источником переменного напряжения и подключен через усилетель к блоку вычисления, выход которого соединен с регистратором.Известное устройство используется для счета рентгеновской пленки, однако может быть использовано и для данной цели.

При перемещении исследуемого объекта перед электретным элементом на

235

3 917 его поверхности индуцируется электрический заряд, противоположный по знаку заряду электретного элемента.

В результате этого происходит изменение электростатического поля,воздействующего на электроды ионного датчика, что приводит к возникновению в межэлектродном пространстве импульса тлеющего разряда, который регистрируется электронной схемой. (2) °

Данный датчик обеспечивает надежную работу счетчика при контроле объектов средней и крупной величины, Однако работа прибора резко ухудшает-. ся при подсчете мелких предметов, например, медикаментозных таблеток, что объясняется недостаточной чувствительностью датчика.

Цель изобретения - повышение чувствительности ионного датчика.

Указанная цель достигается тем, что в ионном датчике, содержащем стеклянный герметичный баллон, заполненный инертным газом, внутри которого расположены внутренний и внешний электроды, а с внешней стороны— электретный элемент, стеклянный баллон изготовлен в форме тороида, в отверстии которого закреплен кольцевой электретный элемент, который огибает внутренний и внешний электроды ионного датчика.

Электретный элемент и внешний электрод выполнены в форме полутороида.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ионный датчик; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез

:Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — схема подключения. ионного датчика к счетчику; на фиг. 5 — принцип работы ионного датчика.

Ионный датчик 1 содержит стеклянный герметичный баллон 2, выполненный в Форме тороида, в отверстии 3 которого посредством опорных колец

4, изготовленных из диэлектрика, закреплен электретный элемент 5, имеющий форму полутороида. Внутри стеклянного баллона 2; заполненного инертным газом с преобладанием неона, закреплены два электрода. Ближний к электрету 5 электрод 6 имеет форму кольца, которое проходит через центр трубки баллона 2, и соединен с внеш.— ним вывоДом 7. Дальний от электрета

5 электрод 8, выполненный в форме

1О !

35 о

4$

Ю полутороида, проходит эквидистантно электроду 6 и имеет внешний вывод 9.

Ионный датчик 1 электрически соединен со стабилизированным источником 10 переменного напряжения и подключен через резистор 11 к входу усилителя 12, выход которого соединен с входом, счетчика 13, а выход счетчика подключен к цифровому индикатору

14 (фиг. 4) .

Ионный датчик работает следующим образом.

Величина напряжения, приложенного к электродам ионного датчика 1, меньше напряжения горения самостоятельно-. го разряда (тлеющего разряда). В ждущем режиме, когда на электроды ионного датчика 1 воздействует постоянное электростатическое поле электретного элемента 5, в межэлектродном пространстве ионного датчика происходит темновой разряд, для которого ха-7 рактерны ничтожно малые токи 10 Л (фиг. 5, а). Если электретный элемент 5 имеет отрицательный заряд, то при прохождении объекта, например медикамантозной таблетки 15, через отверстие 3 тороидального баллона 2 на ее поверхности индуцируется положительный заряд (фиг. 5,б). Положительное электростатическое поле таблетки 15 воздействует на электроды ионного датчика 1, поэтому влияние отрицательного электростатического поля электретного элемента 5 нейтрализуется. При этом в результате электрической индукции электроны с поверхности одного из электродов эмиссируются в межэлектродную зону ионного датчика, что вызывает лавинную ионизацию газа и тлеющий разряд 16.

Так как напряжение питания ионного датчика 1 меньше напряжения горения тлеющего разряда, при удалении таблетки 15 от ионного датчика когда на его электроды вновь влияет отрицательный потенциал электретного элемента 5, тлеющий разряд гаснет (фиг. 5,в). Импульс тлеющего разряда создает падение напряжения. на резисторе ll и вызывает срабатывание счетчика 13, что регистрируется индикатором 14.

Увеличение чувствительности ионно-, го датчика происходит за счет того, что прибор воспринимает сигнал от всей поверхности исследуемого объекта, а не от части поверхности. Это

5 91723 достигается круговой диафрагмой направленности нового датчика и фокусировкой .электростатического поля электретным элементом, выполненным в форме однополостного гиперболоида.

Формула изобретения

1. Ионный датчик, содержащий стек- 10 лянный герметичный баллон, заполненный инертным газом, внутри которого расположены внутренний и внешний электроды, а с внешней стороныэлектретный элемент, о т л и ч а ю - 15 шийся тем, чтб, с целью повыше5 6 ния чувствительности, стеклянный баллон изготовлен в форме тороида, в отверстии которого закреплен коль" цевой электретный элемент, который огибает внутренний и внешний электроды ионного датчика.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что электретный элемент и внешний электрод выполнены в форме полутороида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 591888, кл. G 06 M 7/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР и 639526, кл. А 61 В 5/10, 1977.

4 4

f5

8

8 б

Фиг. 5

ВНИИПИ Заказ 1896/71 Тираж 758 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4