Устройство для анализа жидкостей и газов

 

Изобретение может быть использовано для контроля окружающей среды. Устройство содержит измерительный генератор, П-образный четырехполюсник, блок измерения знака фазы, интегратор 4, регистратор, генератор тактовой частоты, блок коммутации, реверсивный счетчик, регистр , блок ПЗУ, два пьезоэлектрических датчика, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 R 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 ( (л

1р

; 0 C) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854695/21 (22) 06.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) Л.И.Бударин, В.П,Канунников, В,Н.Покатаев, С.В.Раевский и Б,В.Ткаленко (56) Патент Великобританими N 1314305, кл. Н 01 P 27/36, 1980.

Малов В.В. Пьезорезонансные датчики.

M.: Энергия, 1978, с.120, рис.3,13.

Изобретение относится к области резонансных измерений с использованием пьезорезонаторных датчиков и может быть применено для анализа жидкости.

Целью изобретения является повышение точности измерения, расширение динамического диапазона измерений, увеличение помехозащищенности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема блока измерения знака фазы (БИЗФ); на фиг,3 — блок коммутации и управления (Б КУ).

Устройство содержит измерительный генератор 1, П-образный четырехполюсник

2, блок 3 (БИЗФ) измерения знака фазы, интегратор 4, регистратор 5, генератор 6 тактовой частоты, блок 7 коммутации и управления (БКУ), реверсивный счетчик 8, регистр 9. постоянное запоминающее устройство 10 (ПЗУ), измерительный и опорный пьезоэлектрические датчики 11 и 12 в виде кварцевых резонаторов (KP), покрытых сорбирующим веществом, помещенных в

„„ „„1765860 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ (57) Изобретение может быть использовано для контроля окружающей среды. Устройство содержит измерительный генератор, П-образный четырехполюсник. блок измерения знака фазы, интегратор 4, регистратор, генератор тактовой частоты, блок коммутации, реверсивный счетчик, регистр, блок ПЗУ, два пьезоэлектрических датчика, 2 з.п, ф-лы, 3 ил. анализируемую среду и изолированных от нее соответственно.

Информационный выход управляемого генератора 1 соединен с первыми информационными входами П-образного четырехполюсника 2, БИЗФ 3 и БКУ 7, Информационный выход четырехполюсника 2 подключен к второму информационному входу БИЗФ 3, а выход подключен к входу интегратора 4, выход которого присоединен к управляющему входу генератора 1, Выход генератора 6 подключен к второму информационному входу БКУ 7, управляющий вход которого присоединен к внешней линии "Сброс". К первому, второму, третьему, четвертому коммутационным входам БКУ 7 подключены соответственно измерительный 11 и опорный 12 кварцевые резонаторы.

Первый и второй информационные выходы БКУ 7 подключены соответственно к счетным входам +1 и -1 реверсивного счетчика 8, Первый управляющий выход БКУ 7 подключен к входу сброса этого же счетчи1765860 ка, второй управляющий выход БКУ 7 дом элемента ИЛИ 30, выходкоторогосоеподключен к входу разрешения записи динен с R-входом реверсивного счетчика 8. регистра 9. Информационные выходы ре- Устройство работает следующим обраверсивного счетчика 8 подключены к инфор- зом. Установка схемы в исходное состояние мационным входам регистра 9, 5 осуществляется подачей импульса уровня

Информационные выходы регистра 9 логической "1" по внешней линии "Сброс", соединены с адресными входам ПЗУ 10, вы- При этом реверсивный счетчик 8, регистр 9 ходы которого соединены со входами реги- (фиг.1) и счетчик 22 (фиг.3) устанавливаются стратора 5, Блок 3 измерения знака фазы в нулевое состояние. (фиг.2) содержит два преобразователя 13 и 10 С информационного выхода генератора

14 "синусоида-меандр", два D-триггера 15, 1 на вход четырехполюсника 2 поступает

16, элемент И-НЕ 17, транзисторные ключи гармонический сигнал. Этот же сигнал по18 и.19, резистор 20 и конденсатор 21. Вы- ступает на информационный вход БИЗФ 3. ходы первого и второго преобразователей Сигналы, поступающие на вход БИЗФ

13, 14 соединены соответственно с выхода- 15 3, приводят к выработке последним напрями измерительного четырехполюсника 2 и жения, которое поступает на вход интеграизмерительного генератора 1, а их входы с тора 4.

С-входами первого и второго D-триггеров В зависимости от сдвига фазы сигнала

15, 16 на S-входы которых подан уровень на четырехполюснике 2 на выходе БИЗФ 3 логической "1", R-входы соединены с выхо- 20 вырабатывается напряжение, пропорцидом элемента И-НЕ 17, первый и второй нальное этому сдвигу и имеющее отрицавходы которого соединены с прямыми вы- тельный знак при отрицательном фазовом ходами первого и второго D-триггеров 15, сдвиге и положительный знак — при положи16 и управляющими входами транзистор- тельном. Напряжение на выходе интегратоных ключей 18, 19 соответственно, выходы 25 ра 4 изменяется в направлении, обратном которых соединены с входом интегратора 4, знаку напряжения БИЗФ 3 и со скоростью, и одним из входов резистора 20 и конденса- пропорциональной величине этого напрятора 21, второй вывод которых соединен с жения, что вызывает соответствующее изобщей шиной. менение частоты генератора 1. Когда

Блок 7 коммутации и управления содер- 30 частота генератора изменится настолько, жит счетчик 22, дешифратор 23, первое-ше- что станет равной частоте последовательностое герконовое реле24-29 элемент ИЛИ 30, го резонанса КР, на выходе БИЗФ 3 будет причем вход+1 счетчика 22 соединен с вы- нулевой потенциал, что, в свою очередь, ходом тактового генератора 6, R-вход счет- приведет в фиксации управляющего напрячика 22 соединен с входом "Сброс" и 35 жения на выходе интегратора 4 и входе гевторым входом элемента ИЛИ 30, первый и нератора 1. второй выходы счетчика 22 соединены со- Таким образом, генератор 1 работает на ответственно с первым и вторым входами частоте последовательного резонанса КР11 дешифратора 23, нулевой выход которого или 12 в зависимости от состояния сигналов соединен с управляющими входами перво- 40 управления БКУ 7. По сигналу "СБРОС" го, второго и пятого герконовых реле 24, 25, двухзарядный счетчик 22 БКУ 7, реверсив.28, а первый выход с входами управления, ный счетчик 8 через элемент ИЛИ 30 устатретьего, четвертого и шестого герконовых навливаются в нулевое состояние и реле 26, 27, 29, один из полюсов контактной дешифратор 23 посредством ключей 24, 25 группы первого и третьего, второго и чет- 45 подключает KP 12 к четырехполюснику 2 и вертого герконовых реле 24, 26, 25, 27 сое- разрешает прохождение импульсов от генединены соответственно с первым и вторым ратора 1 через преобразователь 13 на вход входами измерительного четырехполюсни- + 1 реверсивного счетчика 8. При приходе ка 2, второй полюс контактов первого и вто- очередного тактового импульса от генераторого герконовых реле 24, 25 соединен с 50 ра бсчетчик22 с помощью дешифратора 23 входами пьезоэлектрических датчиков 11, ключами 26,27 подключает KP 11 к четырех12, третьего и четвертого реле 26, 27 — с полюснику 2 и разрешает прохождение имвходами опорного пьезоэлектрического пульсов от генератора 1 на вход -1 датчика 11, один из полюсов пятого и шес- реверсивного счетчика 8, Второй тактовый того герконовых реле 28, 29 — с выходом 55 импульс генератора 6приводитк выработке тактового генератора 1, а вторые — соответ- сигнала записи для регистра 9 на третьем ственно с входами +1 и -1 реверсивного выходе дешифратора 23, т.е. происходит счетчика 8, второй выход дешифратора 23 фиксация результата разности измерений соединен с управляющим входом записи частоты опорного и измерительного датчирегистра 9, а третий выход — с первым вхо- ков, Третий тактовый импульс генератор 6

1765860

55 приводит к появлению сигнала на четвергом выходе дешифратора 23, который через элементы 30 сбрасывает в нулевое состояние реверсивный счетчик 8, На этом заканчивается цикл измерений. С приходом очередных тактовых импульсов от генератора 6 все повторяется, Формула изобретения

1. Устройство для анализа жидкостей и газов, содержащее регистратор, измерительный генератор, измерительный и опорный пьезоэлектрические кварцевые резонаторы, покрытые селективным сорбирующим веществом, размещенные в анализируемой среде и изолированные от нее соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, расширения динамического диапазона измерений и увеличения помехозащищенности, в него введены измерительный четырехполюсник, блок измерения фазы сигнала, интегратор, генератор тактовой частоты, блок коммутации и управления, ре- версивный счетчик, регистр, постоянное запоминающее устройство, при этом выход измерительного генератора подключен к первому информационному входу блока измерения знака фазы и входу измерительного четь рехполюсника, задающие входы которого подключены к первому и второму выходам блока коммутации и управления, а выход подключен к второму информационному входу блока измерения знака фазы, первый информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока коммутации и управления, второй информационный выход блока измерения знака, фазы подключен к входу интегратора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, выход генератора тактовой частоты подключен к второму информационному входу блока коммутации и управления, управляющий вход которого соединен с линией "Сброс" и входом R-регистра, к третьему, четвертому, а также пятому, шестому входам блока коммутации и управления подключены соответственно измерительный и опорный кварцевые резонаторы, первый информационный выход блока коммутации и управления подсоединен к входу суммирования реверсивного счетчика, второй информационный выход соединен с входом вычитания того же счетчика, первый управляющий выход блока коммутации и управления соединен с входом сброса реверсивного счетчика, а второй управляющий выход соединен с входом за10

50 писи регистра, информационные выходы счетчика соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого подключены к входам регистратора.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок измерения фазы содержит первый и второй преобразователи "Синусоида-меандр", первый и второй D-триггеры, элемент И-НЕ, первый и второй транзисторные ключи, резистор и конденсатор, причем входы первого и второго преобразователей

"Синусоида-меандр" соединены соответственно с выходами измерительного четырехполюсника и измерительного генератора, а их выходы с С-входами первого и второго

0-триггеров, на S-входы которых подан óðîвень логической 1, R-входы соединены с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с прямыми выходами первого и второго 0-триггеров и управляющими входами транзисторных ключей соответственно, выходы которых соединены с входом интегратора и одним из выводов резистора и конденсатора, второй вывод которых соединен с общим проводом.

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок коммутации и управления содержит счетчик, дешифратор, элемент

ИЛИ, первое, второе, третье, четвертое, пятое и шестое герконовые реле, причем вход

"+1" счетчика соединен с выходом тактового генератора, R-вход счетчика соединен с входом "Сброс" и вторым входом элемента

ИЛИ, первый и второй выходы счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, нулевой выход которого соединен с управляющими входами первого, второго и пятого герконовых реле, а первый выход дешифратора соединен с входами управления третьего, четвертого и шестого герконовых реле, один из полюсов контактной группы первого и третьего, второго и четвертого герконовых реле соединены соответственно с первым и вторым входами измерительного четырехполюсника, второй полюс контактов первого и второго герконовых реле соединены с входами пьезоэлектрических датчиков, третьего и четвертого реле — с входами опорного пьезоэлектрического датчика, один из полюсов пятого и шестого герконовых реле соединены с выходом тактового генератора, а вторые полюса контактов этих реле соединены соответственно с входами "+1" и "-1" реверсивного счетчика, второй выход дешифратора соединен с управляющим входом записи

1765860

i vem регистра, а третий выход дешиФратора соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом реверсивного счетчика.

3g еграаФ

1765860 т Ю

С5

Ф

Ъ

43 Я с ъСоставитель Е.Соловьев

Редактор T.Îðëîâñêàÿ, Техред M,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3387 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и огкрытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101