Пристрій для вимірювання вологості повітря

Реферат: Пристрій для вимірювання вологості повітря, до якого додатково введено частотний перетворювач на основі транзисторної структури з від'ємним опором, який містить два польових транзистори, витоки яких з'єднані між собою, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та другим виводом індуктивності, перший вивід якої з'єднаний зі стоком першого польового транзистора, першим затвором другого польового транзистора, який з'єднаний з вхідною клемою фазового детектора, вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера, другий затвор другого польового транзистора з'єднаний зі входом атенюатора, затвор першого польового транзистора з'єднаний з другим виводом першого резистора та з першим виводом другого резистора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом приймача світлового випромінювання, другий вивід якого з'єднаний зі стоком другого польового транзистора, другим виводом обмежувального конденсатора та другим полюсом джерела постійної напруги. UA 72256 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ UA 72256 U UA 72256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області контрольно-вимірювальної техніки і може бути використана для безперервного вимірювання та контролю вологості в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами. Відомий пристрій для вимірювання вологості, який містить джерело світла, яке за допомогою коліматора створює паралельний пучок інфрачервоного випромінювання, світлодільник розділяє його на опорний і вимірювальний канали. Пучок світла у вимірювальному каналі подається у світловод і падає на конденсаційну поверхню, на якій утворюється конденсат (води), який призводить до утворення заломленого пучка світла, що викликає зменшення інтенсивності випромінювання, відбитого від конденсаційної поверхні і потрапляючого на фотоприймач. Це призводить до порушення рівності сигналів у вимірювальному і опорному каналах. Далі сигнал з фотомоста потрапляє на термоміст, який видає сигнал для оброблення у вимірювальних блоках [див. патент СРСР № 1368754, МПК G01N 25/68. Бюл. № 3, 1988 р.]. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованої корисної моделі є [див. патент СРСР №1693508, МПК G01N 25/68. Бюл. № 43, 1991 p.] пристрій для вимірювання вологості повітря ґрунту, що містить джерело і приймач світлового випромінювання, розміщений між ними елемент з багаторазовим внутрішнім відбиттям, а також підключений до виходу приймача світлового випромінювання підсилювач і реєструючий прилад, включаючи атенюатор, вихід якого підключений до другого входу підсилювача, і включений між виходом останнього і входом реєструючого приладу фазовий детектор, причому на відбиваючі поверхні елемента з багаторазовим відбиттям нанесена гідрофільна сіль, джерело світлового випромінювання виконане у вигляді генератора прямокутних імпульсів, до виходу якого через стабілізатор амплітуди імпульсів і перетворювач напруга-струм підключений світловипромінюючий діод, причому вхід атенюатора підключений до другого виходу перетворювача напруга-струм, а другий вхід фазового детектора підключений до другого виходу генератора прямокутних імпульсів. Недоліком такого пристрою є низька точність вимірювань, особливо в області малих значень вологості, а також обмежений спектр визначення вологості. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для вимірювання вологості повітря, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними досягається можливість перетворення вологості в частоту, що підвищує чутливість і точність вимірювання вологості. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для вимірювання вологості повітря, який містить генератор прямокутних імпульсів, перший вихід якого з'єднаний з стабілізатором амплітуди імпульсів, вихід стабілізатора амплітуди імпульсів з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм, перший вихід якого підключений до випромінювача, останній, а також приймач світлового випромінювання розміщені на поверхні елемента з багаторазовим внутрішнім відбиттям, у вигляді призми, сторони призми мають жорсткі поверхні, оброблені гідрофільною сіллю, введено частотний перетворювач на основі транзисторної структури з від'ємним опором, який містить два польових транзистори, витоки яких з'єднані між собою, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та другим виводом індуктивності, перший вивід якої з’єднаний зі стоком першого польового транзистора, першим затвором другого польового транзистора, який з'єднаний з вхідною клемою фазового детектора, вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера, другий затвор другого польового транзистора з'єднаний зі входом атенюатора, затвор першого польового транзистора з'єднаний з другим виводом першого резистора та з першим виводом другого резистора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом приймача світлового випромінювання, другий вивід якого з'єднаний з стоком другого польового транзистора, другим виводом обмежувального конденсатора та другим полюсом джерела постійної напруги. На фігурі 1 наведено блок-схему пристрою для вимірювання вологості повітря, на фігурі 2 схема частотного перетворювача на основі транзисторної структури з від'ємним опором. Пристрій для вимірювання вологості повітря складається з генератора прямокутних імпульсів 1, перший вихід якого з'єднаний з стабілізатором амплітуди імпульсів 2, вихід якого з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм 3, перший вихід якого підключений до джерела світлового випромінювання 4, останній, а також приймач 5 світлового випромінювання розміщені на поверхні елемента з багаторазовим внутрішнім відбиттям, у вигляді призми 6, сторони 7 призми 6 мають жорсткі поверхні, оброблені гідрофільною сіллю, приймач світлового випромінювання 5 з'єднаний з одним із входів частотного перетворювача 8 на основі транзисторної структури з від'ємним опором, який містить два польових транзистори 13 і 14, витоки яких з'єднані між собою, причому перший полюс джерела постійної напруги 19 з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора 16 та другим виводом індуктивності 15, 1 UA 72256 U 5 10 15 20 25 перший вивід якої з'єднаний зі стоком першого польового транзистора 14, першим затвором другого польового транзистора 13, який з'єднаний з вхідною клемою фазового детектора 10, вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера 11, другий затвор другого польового транзистора 13 з'єднаний зі входом атенюатора 9, затвор першого польового транзистора 14 з'єднаний з другим виводом першого резистора 18 та з першим виводом другого резистора 12, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом приймача світлового випромінювання 5, другий вивід якого з'єднаний з стоком другого польового транзистора 13, другим виводом обмежувального конденсатора 16 та другим полюсом джерела постійної напруги 17. Пристрій для вимірювання вологості повітря працює таким чином. В початковий момент часу генератор прямокутних імпульсів 1 подає прямокутний імпульс на стабілізатор 2 амплітуди імпульсів, який подається на перетворювач 3 напруга-струм, який живить джерело світлового випромінювання 4. Далі у призмі 6 випромінювання зазнає багаторазового відбиття від покритих гідрофільною сіллю сторони 7, яке потрапляє на приймач світлового випромінювання 5, який в свою чергу подає сигнал на частотний перетворювач 8, який з підвищенням напруги джерела постійної напруги 17 до величини, коли на електродах стік-стік польових транзисторів 13 і 14 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісною складовою на електродах стік-стік польових транзисторів 13 і 14 та індуктивності 15. Резистори 12 і 18 утворюють дільник напруги, який здійснює електричне живлення польових транзисторів 13 і 14, а конденсатор 16 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 17. При подальшому підвищенні вологості на призму 6 змінюється ємнісна складова повного опору на електродах стік-стік польових транзисторів 13 і 14, що викликає ефективну зміну частоти коливального контуру. На другий затвор польового транзистора 13 подається компенсуючий сигнал з атенюатора 9. Підсилена різниця сигналів подається на фазовий детектор 10. Опорний сигнал фазового детектора 10 знімається з генератора прямокутних імпульсів 1. Вихідний частотний сигнал подається на мікроконтролер 11. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 Пристрій для вимірювання вологості повітря, вологості повітря, який містить генератор прямокутних імпульсів, перший вихід якого з'єднаний з стабілізатором амплітуди імпульсів, вихід стабілізатора амплітуди імпульсів з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм, перший вихід якого підключений до випромінювача, останній, а також приймач світлового випромінювання розміщені на поверхні елемента з багаторазовим внутрішнім відбиттям, у вигляді призми, сторони призми мають жорсткі поверхні, оброблені гідрофільною сіллю, який відрізняється тим, що у нього введено частотний перетворювач на основі транзисторної структури з від'ємним опором, який містить два польових транзистори, витоки яких з'єднані між собою, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом обмежувального конденсатора та другим виводом індуктивності, перший вивід якої з'єднаний зі стоком першого польового транзистора, першим затвором другого польового транзистора, який з'єднаний з вхідною клемою фазового детектора, вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера, другий затвор другого польового транзистора з'єднаний зі входом атенюатора, затвор першого польового транзистора з'єднаний з другим виводом першого резистора та з першим виводом другого резистора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом приймача світлового випромінювання, другий вивід якого з'єднаний зі стоком другого польового транзистора, другим виводом обмежувального конденсатора та другим полюсом джерела постійної напруги. 2 UA 72256 U Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3