Пристрій контролю концентрації пилу

1 Пристрій контролю концентрації пилу, який містить прохідний об'ємний циліндричний резонатор з елементами збудження та зняття сигналів, сепаратор пилу, свіп-генератор, генератор розгортки, вимірювач відношень, індикатор, спрямовані відгалуджувачі з високочастотними детекторами та узгоджене навантаження, який відрізняється тим, що елементи збудження та зняття сигналів прохідного об'ємного циліндричного резонатора встановлені під кутом 88°-92° один відносно одного у перерізі, перпендикулярному до осі резонатора, та у тому ж перерізі під кутом 42°-48° до кожного з них встановлений додатковий штировий елемент неоднорідності, який входить радіально в об'ємний резонатор на глибину від 0,01 Я до 0.1Я,, де X - довжина електромагнітної хвилі резонансу 2 Пристрій по пункту 1, який відрізняється тим, що внутрішній простір прохідного об'ємного циліндричного резонатора відокремлюється від ЗОВНІШНІХ каналів з торців металевими сітками з ЛІНІЙНИМИ розмірами комірки від 0.05Я, до 0,1 Я, Винахід відноситься до вимірювальної техніки та може бути використований для вимірювання малих концентрацій пилу та будь-яких аерозольних частинок, де потрібна висока частота оточуючого середовища, наприклад, у напівпровідниковому, ракетно-космічному виробництві, ядерній техніці, тощо ВІДОМІ прилади, в яких використовані оптичні методи, наприклад, патент США № 770356, кл GO1N 21/12, заявл 30,061972р„ опубл 6 11 1973р, або приладі, які діють на перепаді тиску на фільтрі, наприклад, англійський патент №1268709, кл G1ON 15/06, опубл, 29 03 72, а також електричні, радіоізотопні та ІНШІ (ДИВ Клименко А Л Методы и приборы для измерения концентрации пыли - М Из-во "Химия", 1978) Недоліками відомих пристроїв є складність та коштовність конструкцій, незручність експлуатації, невисока точність За технічною сутністю найбільш близьким до пристрою, який заявляється, є лічильник частинок (японський патент №485074, "Изобретение за рубежом", №10, 1973), у якому використовується електрична схема, яка дозволяє вимірювати ємність конденсатора при введенні частинок пилу між його пластинами Цей пристрій контролю концентрації пилу містить прохідний об'ємний цилінд ричний резонатор з елементами збудження та зйому сигналів, сепаратор пилу, свіп-генератор, генератор розгортки,"4 вимірювач відношень, індикатор, спрямовані відгалуджувачі з високочастотними детекторами та узгоджене навантаження Частинки пилу, які минають ємностний перетворювач, генерують імпульси, що посилюються імпульсним підсилювачем та подаються до індикатору імпульсів Недоліком цього пристрою є невисока точність вимірювань (±40%) Задачею винаходу є підвищення точності вимірювання Це здійснюється за рахунок того, що у пристрої контролю концентрації пилу, який містить прохідний об'ємний циліндричний резонатор з елементами збудження та зйому сигналів, сепаратор пилу, свіп-генератор, генератор розгортки, вимірювач відношень, індикатор, спрямовані відгалуджувачі з високочастотними детекторами та узгоджене навантаження, новим є те, що елементи збудження та зйому сигналів прохідного об'ємного циліндричного резонатору встановлені під кутом 88°-92° один відносно одного у перерізі, перпендикулярному до осі резонатора, та у тому ж перерізі під кутом 42°-48° до кожного з них встановлений додатковий штирьовий елемент неоднорі О со ю 59372 дності, який входить радіально в об'ємний резонатор на глибину (0,01-0,1)Л, де X - довжина електромагнітної хвилі резонансу Розміри об'ємного резонатору вибрані таким чином, щоб у ньому збуджувався основний тип хвилі Нщ, а встановлення елементів збудження, зйому та неоднорідності під кутами 90° та 45° ВІДПОВІДНО, ДОЗВОЛЯВ одержати електромагнітне поле, поляризоване по колу у прохідному циліндричному металевому об'ємному резонаторі При інших значеннях кутів з зазначених меж поляризація електромагнітної хвилі має велику еліптичність, не менше 0,7 Це сприяє найбільш повній взаємодії електромагнітного поля резонатора з частинками пилу, які вводяться, та, як наслідок, до підвищення реакції резонатора на змінення концентрації пилу у ньому Дія забезпечення нормальної роботи прохідного циліндричного об'ємного резонатору та підвищення точності вимірювання концентрації пилу його внутрішній простір відокремлюється від (ЗОВНІШНІХ каналів з торців двома металевими сітками з ЛІНІЙНИМИ розмірами комірки (0,05-0,1)Я, На фіг 1 наведена структурна схема пристрою, що заявляється, де 1 - прохідний металевий циліндричний об'ємний резонатор, 2 - штирьовий елемент неоднорідності, 3 - сепаратор пилу, 4,5 - канали проходження пилу, який досліджується, 6-6, 7-7 - перерізи встановлення металевих сіток, 8 свіп-генератор, 9 - генератор розгортки, 10,13 спрямовані відгалуджувані, 11 - елемент збудження сигналу, наприклад, штирьовий елемент збудження резонатору, 12 - елемент зйому сигналу, наприклад, штирьовий елемент зйому сигналу з резонатора, 14 - узгоджене навантаження, 15,16 високочастотні Детектори, 17 - вимірювач відношень, 18 - індикатор У пристрої, який заявляється, прохідний металевий циліндричний об'ємний резонатор 1 зі штирьовим елементом неоднорідності 2 та сепаратор пилу 3 увімкнені послідовно у казали 4 та 5, за якими подається пил, який досліджується Той безупинне проходить через металеві сітки, що встановлені на вході резонатора 1 та виході з нього між фланцями у перерізах 6-6 та 7-7, ВІДПОВІДНО Високочастотні виходи свіп-генератора 8 з'єднані з генератором розгортки 9 та послідовним колом, що містить спрямований відгалуджувач 10, елемент збудження сигналу, наприклад, штирьовий елемент збудження резонатора 11, елемент зйому сигналу, наприклад, штирьовий елемент зйому з резонатора 12, спрямований відголуджувач 13 та узгоджене навантаження 14 Виходи спрямованих відгалуджувач і в, що відгалуджують, з'єднані з високочастотними детекторам їй 15 та 16, ВІДПОВІДНО Останні з'єднані з виходами вимірювача відношень 17, вихід якого з'єднаний з входом індикатора 18 Робота пристрою здійснюється таким чином При поданні напруги живлення на свіп-генератор 8, генератор розгортки 9 та вимірювач відношень 17 високочастотний сигнал від свіп-генератора 8 надходить до генератора розгортки 9 та до основного тракту спрямованого відгалуджувана 10, крізь котрий надходить до елемента збудження об'єм того резонатора 11 В об'ємному резонаторі 1 збуджується електромагнітне поле колової поляризації типу Нін З еліптичністю не менше 0,7 Електромагнітні сигнали, що надходять до елементів збудження 11 та зйому 12, відгалуджуються відгалуджувачами 10 та 13, детектуються високочастотними детекторами 15 та 16 й подаються до вимірювача відношень 17 Наявність на входах індикатора 18 сигналів від свіп-генератора 9 та, одночасно, від вимірювача відношень 17 дозволяв, у відсутність пилу, зафіксувати та виміряти початкову власну резонансну криву резонатора І, центральну резонансну частоту fo та добротність резонатора Qo як частка fo/2Af де Af - смуга пропускання резонатора 1 за рівнем половини потужності При пропусканні пилу, що досліджується, крізь резонатор 1 його резонансна частота f зміщується до краю низьких частот f