Устройство для контроля дисбаланса роторов ультрацентрифуги

 

Бесконтактное устройство для контроля дисбаланса содержит установленные по касательной к вращающемуся валу источник света и фотоприемник, которые связаны с электронной схемой. Последняя исключает влияние изменющихся со временем и в зависимости от температуры передаточных характеристик источника света и фотоприемника на надежность и чувствительность устройства . 2 ил. to 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1287945 (59 4 В 04 В 9 14, 13 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /, Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957426/28-13 (22) 24. 09. 85 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры (72) А. Х. Марголин, Ю. В. Четвернин и Ю. А. Лонский (53) 66.067.57 (088.8) (56) Патент США № 3952502, кл. 73/458, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1156740, кл. В 04 В 13/00, 1985.

Патент США № 4214179, кл. 310 †, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ (57) Бесконтактное устройство для контроля дисбаланса содержит установленные по касательной к врашаюшемуся валу источник света и фотоприемник, которые связаны с электронной схемой. Последняя исключает влияние изменюшихся со временем и в зависимости от температуры передаточных характеристик источника света и фотоприемника на надежность и чувствительность устройства. 2 ил.

1287945

Изобретение относится к устройствам контроля работы ультрацентрифуг, в частности, для контроля дисбаланса сменных роторов, используемых при проведении научно-исследовательских работ в медицине, биологии, химии и биофизике.

Целью изобретения является повышение надежности при одновременном обеспечении высокой чувствительности.

На фиг.1 показана электрическая схема для контроля дисбаланса роторов ультрацентрифуги; на фиг.2 — расположение источника света и фотоприемника относительно вала электропривода.

Устройство для контроля дисбаланса роторов ультрацентрифуги содержит вал 1 электропривода 2, по касательной к которому установлены источник 3 света и фотоприемник 4. Последний подключен к входу усилителя 5, выход которого через дифференцирующую цепочку, состоящую из разделительного конденсатора 6 и подключенного к нему неинвертирующего усилителя 7, соединен с одним из входов компаратора 8, другой вход которого через интегрирующую цепочку, состоящую из резистора 9 и конденсатора 10, связан соответственно с усилителем 5 и землей, а через другой резистор 11 — с источником питания с напряжением Е. Выход компаратора 8 через пикдетектор 12 соединен с сигнализатором 13, который предназначен для выключения электропривода 2 в случае превышения уровня дисбаланса сменного ротора 14.

Устройство для контроля дисбаланса роторов ультрацентрифуги работает следуюгцим образом.

Фотоприемник 4 устанавливается так, чтобы его половина, а именно светочувствительная поверхность, освещалась, а половина находилась в тени. Для этого сначала измеряют ток фотоприемника 4 при таком положении системы (состоящей из источника 3 света и фотоприемника 4), когда световой поток не перекрывается валом 1 электропривода 2. Затем эту систему поворачивают и вал 1 вводится в оптический тракт таким образом, чтобы ток фотодиода был равен половине его тока, когда световой поток не перекрывается валом 1 электропривода 2. В этом положении система, состоящая из источника света 3 и фотоприемника 4, закрепляется.

Смещение вала 1 приводит к модуляции светового потока, а следовательно, к соответствующему изменению тока фотоприемника 4. Колебания вала 1, вызванные дисбалансом ротора 14, имеют частоту порядка нескольких десятков герц и через конденсатор 6 поступают на вход инвертирующего усилителя 7. Усиленный высокочастотный сигнал присутствует на одном из входов компаратора 8. На второй вход компаратора 8 сигнал поступает с выхода

1О

40 усилителя 5 через интегрирующую RC цепочку, состоящую из резистора 9 и конденсатора 10. Поэтому высокочастотная составляющая этого сигнала на второй вход компаратора 8 не поступает. Напряжение на входе компаратора 8 определеяет его порог срабатывания. В случае многократного срабатывания компаратора 8 изменяется напряжение на пик-детекторе 12 и срабатывает сигнализатор 13. Наличие пик-детектора 12 позволяет регистрировать кратковременные импульсы на выходе компаратора 8.

Влияние факторов, приводящих к изменению коэффициента передачи устройства (например от температуры, временного дрейфа или загрязнения источника света 3 и фотоприемника 4), не изменяет величины порога срабатывания устройства по величине отклонения вала 1. Действительно, в случае уменьшения светового потока, например из-за загрязнений, уменьшается амплитуда сигнала на выходе инвертирующего усилителя 7, но одновременно пропорционально уменьшается порог срабатывания компаратора 8.

Таким образом, срабатывание устройства бу- дет происходить при одном и том же отклонении вала !.

Значение отклонения вала 1Л1, при котором срабатывает компаратор 8, не зависит от коэффициента передачи K«i оптической системы, а определяется величиной коэффициента усиления К„усилителя 7, который может быть сделан при использовании интегральных усилителей с неограниченно высокой стабильностью. Изменением величины

К усилителя 7, например, с помощью резисторов в цепи его обратной связи можно настраивать порог срабатывания устройства.

Отклонение вала 1 электропривода 2 в процессе его вращения вызывает изменение сигнала на выходе усилителя 5, имеющего низкую частоту по сравнению с частотой сигнала дисбаланса. Низкочастотный сигнал не проходит через разделительный конденсатор

6 и не вызывает срабатывания компаратора 8. Аналогично не приводит к срабатыванию устройство отклонения вала 1 при его ремонте и замене, поскольку это отклонение не изменяется во времени.

Резистор 11 выбирается по величине значительно больше резистора 9 и обеспечивает небольшую величину смещения входа компаратора 8. В случае, если происходит отказ источника 3 света или фотоприемника 4, приводящий к тому, что напряжение на выходе усилителя 5 становится равным нулю, компаратор 8, благодаря указанному смещению, срабатывает и сигнализатор 13 отключает электропривод 2. Это исключает работу электропривода 2 в случае неисправности источника 2 света или фотоприемника 4.

Таким образом, предложенное устройство исключает возможность запуска центрифуги

1287945

Формула изобретения

Составитель Г. Г>огачева

Редактор В. Данко Техред И. Верее Корректор H. Король

Заказ 7735/! 0 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при неисправности источника света и фотоприемника, а также при отклонении вала привода, не обусловленных вибрациями.

Следовательно, предложенное устройство является более надежным по сравнению с известным и обеспечивает одновременно высокую чувствительность. Использование устройства позволит регистрировать незначительный дисбаланс ротора, возникающий изза утечек препарата из пробирок, установленных в ротор, или из-за плохого их уравновешивания. Тем самым предотвращается вероятность аварии ультрацентрифуги на высоких частотах вращения. Кроме того, вибрации приводят в негодность исследуемый препарат даже если аварии не происходят.

Поскольку на ультрацентрифугах и центрифугах исследуют препараты высокой стоимости, представляющие большую научную ценность, то использование устройства дает значительный экономический эффект.

Устройство для контроля дисбаланса роторов ультрацентрифуги, содержащее установленные по касательной к валу привода источник света и фотоприемник, связанный через усилитель с сигнализатором, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дифференцирующей и интегрирующей цепочками, резистором и подключенным к входу сигнализатора компаратором, один вход которого соединен с выходом усилителя через дифференцирующую цепочку, а второй вход — через интегрирующую цепочку, причем второй вход через резистор дополнительно подключен к источнику питания.