Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мои изобретения
.pdf
11
к подвижному центру мембранной коробки прикреплена рама, на
внутренней стороне которой напротив мембранной коробки закреплена анероидная коробка, подвижный центр которой связан с сердечником индуктивного преобразователя перемещений манометрического прибора.
№ 488104. Электроразрядный вакуумметр
МПК G01L 11/00, G01L 21/34. УДК 531.788 (088.8).
Заявлено 02.07.1973 (№ 1938006/18-10). Опубликовано 15.10.1975.
Бюллетень № 38. Дата опубликования описания 29.01.1976.
Авторы изобретения: Г. А. Конюхов, Е. М. Нашатыркин,
Н. Г. Федоров и В. Н. Шивринский
Заявитель: Ульяновский политехнический институт
Изобретение относится к области приборостроения.
Известны электроразрядные вакуумметры, содержащие электрический разрядник, подключенный к источнику высокого напряжения,
задающий генератор и схему гашения разряда. Однако известные устройства обладают значительным разбросом и нестабильностью выходного сигнала из-за сильного влияния формы и амплитуды питающего напряжения. Из-за несовершенства схемы гашения разряда, не
позволяющей полностью исключить вторичные газоразрядные процессы, которые способствуют износу электродов разрядника, происходит разброс выходных характеристик разрядника.
Для увеличения стабильности характеристик и срока службы
электродов разрядника предлагаемый вакуумметр снабжен вентилем,
модулятором, триггером управления и генераторами тактовых и пилообразных импульсов, при этом задающий генератор, вентиль, модулятор и высоковольтный трансформатор соединены последовательно, электрод разрядника соединен с одним из входов триггера управления, выход которого соединен с потенциальным входом вентиля, а
выход генератора тактовых импульсов соединен одновременно с другим входом триггера управления и с запускающим входом генератора
12
пилообразных импульсов, выход которого присоединен к управляющему входу модулятора. Для получения информации в цифровом виде вакуумметр снабжен счетчиком импульсов, вход которого присоединен к выходу вентиля. На фиг. 1 изображена функциональная схема
предложенного вакуумметра; на фиг. 2 – временные диаграммы, поясняющие его работу.
Фиг. 1
Фиг. 2
Вакуумметр содержит высокочастотный задающий генератор 1,
который вырабатывает зондирующие импульсы, вентиль 2, модулятор 3, осуществляющий усиление и модуляцию зондирующих импульсов пилообразным напряжением, которое вырабатывает генератор 4, импульсный высоковольтный трансформатор 5, высоковольтный диод 6, предназначенный для пропускания импульсов только од-
13
ной полярности на электрический разрядник 7, соединенный с входом
триггера управления 8, который управляет потенциальным входом
вентиля 2, осуществляя при этом блокировку импульсов, вырабатываемых высокочастотным задающим генератором 1, генератор 9 тактовых импульсов, осуществляющий синхронизацию работы генератора 4 пилообразного напряжения и триггера управления 8, выходной
контур с измерителем 10, необходимый для вывода информации о
давлении в аналоговой форме, счетчик импульсов 11 для получения
информации о давлении в цифровой форме.
Вакуумметр работает следующим образом: в исходном состоянии
триггер управления 8 находится в таком положении, когда вентиль 2
закрыт, а генератор 4 – в ждущем положении.
В момент времени t0 (фиг. 2, а) генератор 9 вырабатывает импульс, который запускает генератор 4 и устанавливает триггер управления 8 в положение, соответствующее открытому состоянию вентиля 2 (фиг. 2, в). Импульсы с выхода высокочастотного генератора 1,
частота которого стабилизирована кварцем, через открытый вентиль 2
поступают на вход модулятора 3 (фиг. 2, д). Одновременно на управляющий вход модулятора 3 поступает пилообразное напряжение с
выхода генератора 4 (фиг. 2, б).
С выхода модулятора 3 (фиг. 2, е) промодулированные по амплитуде импульсы (будем называть их зондирующими) поступают через
импульсный высоковольтный трансформатор 5, а затем через высоковольтный диод 6 на электроды электрического разрядника 7, в корпус
которого подается исследуемое давление P. При достижении амплитуды зондирующих импульсов напряжения, равного пробойному Uпр,
произойдет пробой разрядного промежутка электрического разрядника 7. Импульс разрядного тока (момент t1 на фиг. 2, г), поступаемый с
электрического разрядника 7 на второй вход триггера управления 8,
перебросит последний в другое состояние. При этом электрический
14
сигнал с выхода триггера управления закроет вентиль 2. Быстродействие триггера управления 8 и вентиля 2 таково, что вентиль 2 оказывается уже закрытым до поступления на его вход последующего импульса с выхода высокочастотного генератора 1.
Таким образом, происходит блокировка высокочастотных задающих импульсов, поступающих на вход модулятора 3. На основании
этого на выходе модулятора 3 и соответственно на выходе импульсного высоковольтного трансформатора 5 после момента t1 отсутствуют зондирующие импульсы (фиг. 2. е). Поэтому возникший процесс
разряда прекращается. Через некоторое время после восстановления
генератора 4 в исходное положение, генератор 9 вырабатывает следующий тактовый импульс (фиг. 2, а), и процесс повторяется. Для
нормальной работы вакуумметра необходимо, чтобы генератор 4 восстанавливался до момента появления тактового импульса.
Определенным выбором частоты следования тактовых импульсов
достигается постоянство деионизационных процессов и тем самым
поддерживаются одинаковые условия предпробойного момента.
С измерительной обмотки импульсного высоковольтного трансформатора 5 на выходной контур с измерителем 10 поступают импульсы (фиг. 2, ж), амплитуда которых U(p) пропорциональна зондирующим импульсам Uпр. Отклонение стрелки измерителя будет пропорционально амплитуде Uпр напряжения пробоя, а следовательно –
измеряемому давлению. Число импульсов n (фиг. 2, д), пропорциональное величине измеряемого давления, на выходе вентиля 2 за время от момента t0 до t1 считается счетчиком импульсов 11.
Управление разрядом в маломощных цепях вакуумметра позволяет снизить потребляемую мощность, а использование высокой несущей частоты дает возможность применить ферритовый импульсный
трансформатор, обладающий высоким к.п.д., малыми габаритами и
инерционностью.
15
Предмет изобретения
1. Электроразрядный вакуумметр, содержащий электрический
разрядник, подключенный через диод к вторичной обмотке высоковольтного трансформатора, задающий генератор и выходной контур с
измерителем, отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности характеристик и срока службы электродов разрядника, он снабжен вентилем, модулятором, триггером управления и генераторами
тактовых и пилообразных импульсов, при этом задающий генератор,
вентиль, модулятор и высоковольтный трансформатор соединены последовательно, электрод разрядника соединен с одним из входов
триггера управления, выход которого соединен с потенциальным входом вентиля, а выход генератора тактовых импульсов соединен одновременно с другим входом триггера управления и с запускающим
входом генератора пилообразных импульсов, выход которого присоединен к управляющему входу модулятора.
2. Вакуумметр по п. 1, отличающийся тем, что с целью получения
информации в цифровом виде он снабжен счетчиком импульсов, вход
которого присоединен к выходу вентиля.
№ 590679. Сигнализатор числа М
М. Кл.2 G01P 5/16. УДК 533.6.01.35 (088.8).
Заявлено 01.06.1976 (№ 2368564/18-10). Опубликовано 30.01.1978.
Бюллетень № 4. Дата опубликования описания 13.02.1978.
Авторы изобретения: В. Н. Шивринский и Е. М. Нашатыркин
Заявитель: Ульяновский политехнический институт
Сигнализатор числа М состоит из приемника 1 полного давления,
проточного приемника 2 с щелью 3 отбора давления в узком сечении,
трубопроводов 4, мембранного решающего устройства 5, состоящего
из корпуса 6, манометрической коробки 7, анероида 8, тяг 9, пружин 10, электроконтактной группы 11, разъема 12.
При помещении приемников 1, 2 в воздушный поток полное давление, воспринимаемое приемником 1, по трубопроводу 4 передается
16
в полость манометрической коробки 7, а давление из щели 3 в узком
сечении проточного приемника 2 соответственно – в корпус 6 мембранного решающего устройства 5. Перемещение жесткого центра
манометрической коробки 7 и анероида 8 передается с помощью тяг 9
пружинами 10, связанными с электроконтактной группой 11.
В момент достижения значения числа М, соответствующего точке
срабатывания, замыкаются контакты 11, выходной сигнал сигнализатора передается через разъем 12.
Зависимость значения числа Мср, соответствующего точке срабатывания сигнализатора, представляется выражением
где m
кр
= S
– критическое отношение сечений, соответствующее
2/S1
точке срабатывания; k – показатель адиабаты, для воздуха k = 1,41.
При достижении в канале проточного приемника 2 местной скорости звука устанавливается постоянное отношение давлений, а это
позволяет устранить раздутие мембранных чувствительных элементов, уменьшить деформацию противодействующих пружин и давление на электроконтактную группу, в результате увеличивается точность и надежность.
17
Формула изобретения
Сигнализатор числа М, содержащий приемники полного и статического давления, соединительные трубопроводы и мембранно–
решающее контактное устройство, отличающийся тем, что с целью
уменьшения перегрузки мембранных чувствительных элементов, увеличения точности и надежности, приемник статического давления
выполнен проточным с критическим отношением сечений, соответствующим точке срабатывания сигнализатора числа М.
№ 617694. Устройство для измерения давления газов
М. Кл.2 G01L 11/00. УДК 531.787.91 (088.8).
Заявлено 29.11.1976 (№ 2423692/18-10). Опубликовано 30.07.1978.
Бюллетень № 28. Дата опубликования описания 27.07.1978.
Авторы изобретения: В. Н. Шивринский, Е. М. Нашатыркин,
Н. Г. Федоров и Г. А. Конюхов
Заявитель: Ульяновский политехнический институт
Изобретение относится к области измерительной техники, а
именно к электроразрядным устройствам, измеряющим давление газов, и может быть использовано для измерения барометрической
высоты.
Известны устройства для измерения давления газов, основанные
на функциональной зависимости величины пробивного напряжения
от давления газовой среды, содержащие электрический разрядник и
выходной контур (см. авт. свид. СССР № 131527, кл. G01L 11/00,
1960).
Наиболее близкое к изобретению техническое устройство – устройство, содержащее электрический разрядник, подключенный к вторичной обмотке высоковольтного трансформатора, параллельно первичной обмотке которого включен переход эмиттер–коллектор шунтирующего транзистора, база которого соединена с выходом ждущего
мультивибратора, запускаемого падением напряжения на цепочке RC
в начальный момент пробоя, которая включена в разрядный контур,
18
а в цепь первичной обмотки трансформатора последовательно включен отсекающий диод. Выходной контур содержит дополнительную
обмотку трансформатора, подключенную через выпрямитель и
фильтр к индикатору (см. авт. свид. СССР № 286301, кл. G01L 11/00,
1970).
Недостатком таких устройств является малая точность измерения
низких давлений в диапазоне, соответствующем произведению давления P на расстояние d между электродами разрядника вблизи точки
перегиба кривой Пашена.
Цель изобретения – повышение точности измерения низких
давлений.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве параллельно первичной обмотке высоковольтного трансформатора подключены индикатор настройки через диод и тиристор, управляющий электрод которого подсоединен к подвижному электроду
электрического разрядника, связанного с нониусным отсчетным устройством.
На фиг. 1 показана электрическая схема предлагаемого устройства для измерения давления газов; на фиг. 2 – конструкция электрического разрядника с подвижным электродом; на фиг. 3 – графики экспериментальных зависимостей давления от величины зазора между
электродами при постоянном Pd, т. е. постоянном напряжении зажигания разряда.
Фиг. 1
19
Фиг. 2
Фиг. 3
Предлагаемое устройство для измерения давления газов содержит
электрический разрядник 1, трансформатор 2, тиристор 3, диоды 4 и
5, индикатор 6 настройки, балластное сопротивление 7, неподвижный
электрод (анод) 8, изоляторы 9, подвижной электрод (катод) 10,
кронштейн 11, крышку 12, сильфон 13, обеспечивающий герметичность измерительной камеры, микрометрический винт 14, уплотнительные кольца 15, штуцер 16, нониус 17, лимб 18, микрометрическую гайку 19, упор 20, гайку 21, втулку 22, гермовводы 23 и
фланец 24.
Устройство работает следующим образом.
При включении источника переменного тока через первичную
обмотку трансформатора 2 и балластное сопротивление 7 проходит и
20
нарастает ток положительного полупериода. Во вторичную обмотку
трансформатора 2 трансформируется повышенное напряжение, определяемое коэффициентом трансформации, возрастающее по тому же
закону, что и ток в первичной обмотке. Отрицательные полупериоды
во вторичной обмотке отсекаются диодом 4, а через индикатор 6 настройки – диодом 5. Напряжение на электродах разрядника 1 также
возрастает и при наступлении пробоя искрового промежутка разрядника 1 через управляющий электрод тиристора 3 проходит ток разряда. Тиристор 3 срабатывает и своим малым сопротивлением перехода
p-n-p-n шунтирует первичную обмотку трансформатора 2, обесточивая ее, равно как и вторичную обмотку трансформатора 2, а следовательно и электроды разрядника 1. Начавшийся лавинообразный искровой разряд между электродами разрядника 1 прекращается.
В отрицательный полупериод тиристор 3 восстанавливается, и устройство вновь готово к работе. В последующий период питающего
напряжения процесс повторяется.
Ток, протекающий через индикатор 6 настройки в положительные
полупериоды, пропорционален пробойному напряжению на электродах разрядника 1, т. е. пропорционален произведению давления газовой среды, в которой размещен разрядник 1, и расстоянию d между
электродами. Перемещая подвижный электрод 10 вращением лимба
18, устанавливают стрелку индикатора настройки на отметку, соответствующую выбранному при тарировке нониусного отсчетного
устройства произведению Pd. В процессе измерения положение
стрелки индикатора настройки поддерживается постоянно на отметке,
соответствующей Pd = const. В этом случае величина измеряемого
давления обратно пропорциональна расстоянию между электродами.
Значение расстояния d отсчитывается на лимбе 18 по нониусу 17
в делениях или единицах длины, а значение измеряемого давления
определяется по градуировочной кривой. Если шкала лимба 18 отгра-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]