×
10.05.2013
216.012.3e7b

ИОНИЗАЦИОННЫЙ ВАКУУММЕТР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002481562
Дата охранного документа
10.05.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к ионизационным вакуумметрам, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума. Заявленный ионизационный вакуумметр содержит магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к датчику вакуума, содержащий высоковольтный источник питания, токоизмерительный резистор и индикатор, подключенный параллельно этому резистору, катод датчика вакуума подключен через кабель и токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, введены n электроразрядных датчиков вакуума, n токоизмерительных резисторов, n индикаторов и n+1 токоограничивающих резисторов. Анод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоограничивающий резистор к плюсовой шине высоковольтного источника питания, катод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, который выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения аккумулятора в высокое напряжение питания датчиков вакуума. Каждый индикатор подключен параллельно соответствующему токоизмерительному резистору, причем величина всех токоограничивающих резисторов Rогр.1…Rогр.n установлена в пределах Rогр.1=…=Rогр.n=(0,5-2,0)Uв/Imax.1(n)=Rизм.1=Rизм.n, где Uв - напряжение высоковольтного источника питания, Imax.1 и Imax.n - максимальные токи разрядов первого и n-го датчиков вакуума в режиме измерения. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного изобретения заключается в расширении функциональных возможностей ионизационного вакуумметра за счет увеличения до двух и более числа датчиков вакуума, а именно в обеспечении одновременной и независимой работе двух и более датчиков вакуума от общего высоковольтного источника питания, также в уменьшении габаритов и веса измерительного блока. 1 ил.
Основные результаты: Ионизационный вакуумметр, содержащий магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к датчику вакуума, измерительный блок, содержащий высоковольтный источник питания, токоизмерительный резистор и индикатор, подключенный параллельно этому резистору, катод датчика вакуума подключен через кабель и токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, отличающийся тем, что в него введены n электроразрядных датчиков вакуума, n кабелей, n токоизмерительных резисторов, n индикаторов и n+1 токоограничивающих резисторов, анод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоограничивающий резистор к плюсовой шине высоковольтного источника питания, катод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, который выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения аккумулятора в высокое напряжение питания датчика вакуума, каждый индикатор подключен параллельно соответствующему токоизмерительному резистору, причем величина всех токоограничивающих резисторов Rогр.i установлена одинаковой и в пределах Rогр.i=(0,5-2,0)Uв/Imax.i>>Rизм.i, где i=1…n+1, Uв - напряжение высоковольтного источника питания, Imax.i - максимальный ток разряда i-го датчика вакуума в режиме измерения.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к измерению вакуума с помощью ионизационных вакуумметров, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума.

Существует задача измерения вакуума в нескольких точках контролируемого объема. Если контролируемый объем достаточно велик, то эта задача может решаться с помощью нескольких приборов, таких как портативный ионизационный вакуумметр MP7ER фирмы TELEVAC с питанием от сети постоянного тока напряжением 24 В. Этот вакуумметр содержит магнитный электроразрядный датчик вакуума, конструктивно совмещенный с измерительным блоком, который имеет преобразователь постоянного напряжения сети 24 В в высокое напряжение возбуждения датчика (2-4) кВ, токоизмерительный резистор и индикатор напряжения, подключенный параллельно этому резистору и гермоввод, необходимый для подключения датчика к контролируемому объему.

Действие этого ионизационного вакуумметра основано на измерении зависимости силы тока самостоятельного электрического разряда в разреженном газе в скрещенных магнитных и электрических полях от концентрации газа.

Конструктивное совмещение датчика, измерительного блока и гермоввода в моноблоке не позволяет использовать вакуумметр для работы с двумя магнитными электроразрядными датчиками вакуума.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ионизационный вакуумметр, содержащий магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к датчику вакуума, измерительный блок, включающий в себя высоковольтный источник питания, токоизмерительный резистор и индикатор, подключенный параллельно этому резистору, анод датчика вакуума подключен через кабель к положительной шине высоковольтного источника питания, а катод датчика вакуума подключен через кабель и токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания (Вакуумметр электроразрядный магнитный ВМБ-1/8-001, 3.476.008 ТУ).

Как оказалось недостатком данного устройства является то, что измерительный блок обеспечивает работу только одного электроразрядного датчика вакуума. Экспериментально было установлено, что включение (зажигание разряда) нескольких однотипных датчиков вакуума, находящихся в среде с одинаковым давлением газа, происходит при несильно различающихся, но неодинаковых по величине напряжениях зажигания (разброс напряжений зажигания составляет порядка 200-300 В). Это объясняется тем, что напряженность и форма магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, а также геометрические размеры электродов датчиков имеют некоторый разброс, который и обуславливает различные напряжения зажигания датчиков. Поэтому параллельное включение двух и более магнитных электроразрядных датчиков вакуума приводит к тому, что после включения датчика, имеющего более низкое напряжение зажигания, происходит шунтирование всех остальных датчиков. Таким образом, первый датчик, который включается, начинает работать, а другие - нет, так как они шунтированы первым датчиком.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей ионизационного вакуумметра за счет увеличения до двух и более числа датчиков вакуума.

Поставленная задача решается тем, что в ионизационный вакуумметр, содержащий магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к датчику вакуума, содержащий высоковольтный источник питания, токоизмерительный резистор и индикатор, подключенный параллельно этому резистору, катод датчика вакуума подключен через кабель и токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, введены n электроразрядных датчиков вакуума, n кабелей, n токоизмерительных резисторов, n индикаторов и n+1 токоограничивающих резисторов, анод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоограничивающий резистор к плюсовой шине высоковольтного источника питания, катод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, который выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения аккумулятора в высокое напряжение питания датчика вакуума, каждый индикатор подключен параллельно соответствующему токоизмерительному резистору, причем величина всех токоограничивающих резисторов Rогр.i установлена одинаковой и в пределах Rогр.i=(0,5-2,0)Uв/Imax.i>>Rизм.i, где i=1…n+1, Uв - напряжение высоковольтного источника питания, Imax.i - максимальный ток разряда i-го датчика вакуума в режиме измерения. На рисунке для примера приведена функциональная схема ионизационного вакуумметра с двумя магнитными электроразрядными датчиками вакуума.

Ионизационный вакуумметр содержит два электроразрядных датчика вакуума 1 и 2 и измерительный блок 3, подключенный кабелями 4 и 5 соответственно к датчикам вакуума 1 и 2. Измерительный блок 3 содержит высоковольтный источник питания 6, выполненный в виде преобразователя постоянного напряжения аккумулятора в высокое напряжение питания датчиков, два токоизмерительных резистора 7 и 8 и два индикатора 9 и 10, подключенные параллельно соответствующим токоизмерительным резисторам 7 и 8. В измерительный блок 3 введены два токоограничивающих резистора 11 и 12. Катод датчика вакуума 1 подключен через соединительный кабель 4 и токоизмерительный резистор 7 к минусовой шине высоковольтного источника питания 6, а анод - через соединительный кабель 4 и токоограничивающий резистор 11 подключен к плюсовой шине источника питания 6. Катод датчика вакуума 2 подключен через соединительный кабель 5 и токоизмерительный резистор 8 к минусовой шине источника питания 6, а анод - через соединительный кабель 5 и токоограничивающий резистор 12 подключен к плюсовой шине источника питания 6. Причем величина Rогр1 и Rогр2 токоограничивающих резисторов 11 и 12 установлена в пределах Rогр1=Rогр2=(0,5-2,0)Uв/Imax1(2)>>Rизм1=Rизм2, где Uв - напряжение высоковольтного источника питания, Imax1 и Imax2 - максимальные токи разрядов датчиков вакуума 1 и 2 в режиме измерения, Rизм1, Rизм2 - величина токоизмерительных резисторов 7 и 8.

Устройство работает следующим образом. Магнитные электроразрядные датчики вакуума 1 и 2 устанавливаются в зонах, где необходимо проводить измерения степени разреженности газа (или воздуха). При включении измерительного блока 3 на датчики вакуума 1 и 2 по кабелям 4 и 5 через соответствующие токоограничивающие резисторы 11 и 12 и токоизмерительные резисторы 7 и 8 подается от источника питания 6 высокое напряжение 2-4 кВ. В результате в датчиках возникает сильное электрическое поле, которое вырывает из катодов датчиков электроны и заставляет их двигаться к анодам. Электроны, двигаясь к аноду датчика, сталкиваются с молекулами газа, ионизируя их. Наличие скрещенного электрического поля и магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, приводит к увеличению длины пробега электронов и ионов в межэлектродном пространстве датчика. В результате в каждом датчике возникает тлеющий разряд, интенсивность тока которого прямо пропорциональна количеству молекул газа, находящихся в контролируемых зонах (объемах). Токи тлеющих разрядов датчиков 1 и 2 создают на токоизмерительных резисторах 7 и 8 падения напряжений Uвых1 и Uвых2, которые также пропорциональны количеству молекул газа, а следовательно, и давлениям газов в контролируемых объемах.

Величина сопротивления токоизмерительных резисторов 7 и 8 устанавливается в пределах от 100 Ом до 10 кОм. Напряжения Uвых1 и Uвых2 измеряются индикаторами 9 и 10.

Диапазон измерения магнитных электроразрядных датчиков вакуума составляет 10-3-10-6 Торр (мм рт.ст.).

Опытным путем было установлено, что включение последовательно с каждым датчиком токоограничивающих резисторов 11, 12 определенной величины (порядка 1-3 МОм) позволяет исключить влияние датчиков друг на друга.

Экспериментально было установлено, что при изменении давления от 10-3 до 10-6 Торр ток разряда датчиков вакуума 1 и 2 изменяется от 1 мкА до 1 мА. То есть максимальные токи разрядов датчиков вакуума 1 и 2 составили 1 мА.

Напряжение Uв высоковольтного источника питания 2 было установлено 2,5 кВ. Величины токоограничивающих резисторов Rогр1=Rогр2 были установлены равными 2 МОм. Величины токоизмерительных резисторов Rизм1=Rизм2 были установлены 10 кОм.

Влияние токоограничивающих резисторов 11 и 12 на режим работы датчиков вакуума 1 и 2 проявляется только на «низком» вакууме, то есть при давлении Р=10-3 Торр, когда ток разряда датчиков увеличивается до 1 мА. При этом падение напряжения на токоограничивающих резисторах 11 и 12 увеличивается до 2000 В, а падение напряжения на датчиках вакуума 1 и 2 уменьшается до 500 В. А выходные напряжения на токоизмерительных резисторах 7 и 8 составляют 10 В. На «высоком» вакууме, когда давление газа составляет Р=10-6 Торр, а ток разряда уменьшаются до 1 мкА, падение напряжения на токоограничивающих резисторах 11 и 12 уменьшается до 2 В, а на датчиках вакуума 1 и 2 напряжение увеличивается до 2448 В. При этом выходные напряжения на токоизмерительных резисторах 7 и 8 уменьшились до 10 мВ.

Количество однотипных датчиков вакуума, которые могут быть подключены к общему высоковольтному источнику питания 2, определяется его мощностью и обычно составляет от 2 до 5 штук. При этом мощность высоковольтного источника питания 2 увеличивается с 5-ти до 12,5 Вт.

Введение и соответствующее подключение токоограничивающих резисторов, сопротивления которых определены в соответствии со специальными соотношениями их величин, обеспечивает одновременную и независимую работу двух и более датчиков вакуума от общего высоковольтного источника питания 2. Наличие в измерительном блоке 1 общего высоковольтного источника питания 2 позволяет уменьшить габариты и вес измерительного блока 1, что очень важно для бортовой аппаратуры, используемой в космонавтике, в частности, для поиска мест утечек воздуха из космического корабля.

Ионизационный вакуумметр, содержащий магнитный электроразрядный датчик вакуума и измерительный блок, подключенный кабелем к датчику вакуума, измерительный блок, содержащий высоковольтный источник питания, токоизмерительный резистор и индикатор, подключенный параллельно этому резистору, катод датчика вакуума подключен через кабель и токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, отличающийся тем, что в него введены n электроразрядных датчиков вакуума, n кабелей, n токоизмерительных резисторов, n индикаторов и n+1 токоограничивающих резисторов, анод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоограничивающий резистор к плюсовой шине высоковольтного источника питания, катод каждого датчика вакуума подключен через соответствующий кабель и соответствующий токоизмерительный резистор к минусовой шине высоковольтного источника питания, который выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения аккумулятора в высокое напряжение питания датчика вакуума, каждый индикатор подключен параллельно соответствующему токоизмерительному резистору, причем величина всех токоограничивающих резисторов Rогр.i установлена одинаковой и в пределах Rогр.i=(0,5-2,0)Uв/Imax.i>>Rизм.i, где i=1…n+1, Uв - напряжение высоковольтного источника питания, Imax.i - максимальный ток разряда i-го датчика вакуума в режиме измерения.
ИОНИЗАЦИОННЫЙ ВАКУУММЕТР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 21 items.
10.04.2013
№216.012.343d

Вихревой способ измерения объема протекшего вещества

Вихревой способ измерения объемного количества протекшего вещества заключается в том, что в измерительном канале счетчика количества вещества создают регулярную последовательность вихрей, регистрируют каждый вихрь в виде электрического импульса, измеряют текущие значения частоты следования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478916
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.10.2013
№216.012.74a1

Магниторезистивный датчик

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля и измерения перемещений, магнитного поля и электрического тока. Магниторезистивный датчик содержит замкнутую мостовую измерительную схему из четырех магниторезисторов, сформированных из пленки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495514
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ac3

Ионизационный вакуумметр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ионизационным вакуумметрам, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума. Техническим результатом является повышение безопасности работы с вакуумметром посредством гальванической развязки цепи индикатора и цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497089
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.04.2014
№216.012.bb36

Термометр сопротивления

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении, в технологии изготовления пленочных термометров сопротивления с температурным коэффициентом сопротивления платины. Заявлен термометр сопротивления, содержащий изолирующую подложку, адгезионный слой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513654
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c0e4

Вихревой расходомер

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к вихревым расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидкостей и газов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для целей контроля, регулирования и учета потоков веществ. Вихревой расходомер содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515129
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.07.2014
№216.012.de85

Микронагреватель

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для поддержания и регулирования температуры. Изобретение позволяет повысить быстродействие регулирования температуры при сохранении устойчивости микронагревателя к термоудару, его надежностных и ресурсных характеристик....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522751
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dedc

Устройство для измерения температуры газовых потоков

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике. Устройство содержит термопару в металлическом корпусе, рабочий спай которой расположен внутри защитного наконечника, выступающего за пределы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522838
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.10.2014
№216.012.fb8c

Антенна

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн. Технический результат - расширение рабочего диапазона широт, увеличение коэффициента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530242
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.feb6

Устройство контроля аккумуляторной батареи

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к контролю выходного напряжения и сопротивления изоляции аккумуляторных батарей. Устройство контроля аккумуляторной батареи содержит аккумуляторную батарею, преобразователь постоянного напряжения, выполненный по схеме автогенератора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531062
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.11.2014
№216.013.092a

Магниторезистивный датчик тока

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магниторезистивный датчик тока и может быть использовано в устройствах бесконтактного контроля и измерения электрического тока. Датчик содержит замкнутую мостовую измерительную схему, проводники перемагничивания и управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533747
Дата охранного документа: 20.11.2014
Showing 1-10 of 26 items.
10.04.2013
№216.012.343d

Вихревой способ измерения объема протекшего вещества

Вихревой способ измерения объемного количества протекшего вещества заключается в том, что в измерительном канале счетчика количества вещества создают регулярную последовательность вихрей, регистрируют каждый вихрь в виде электрического импульса, измеряют текущие значения частоты следования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478916
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.10.2013
№216.012.74a1

Магниторезистивный датчик

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля и измерения перемещений, магнитного поля и электрического тока. Магниторезистивный датчик содержит замкнутую мостовую измерительную схему из четырех магниторезисторов, сформированных из пленки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495514
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ac3

Ионизационный вакуумметр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ионизационным вакуумметрам, в которых используется магнитный электроразрядный датчик вакуума. Техническим результатом является повышение безопасности работы с вакуумметром посредством гальванической развязки цепи индикатора и цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497089
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.04.2014
№216.012.bb36

Термометр сопротивления

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении, в технологии изготовления пленочных термометров сопротивления с температурным коэффициентом сопротивления платины. Заявлен термометр сопротивления, содержащий изолирующую подложку, адгезионный слой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513654
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c0e4

Вихревой расходомер

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к вихревым расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидкостей и газов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для целей контроля, регулирования и учета потоков веществ. Вихревой расходомер содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515129
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.07.2014
№216.012.de85

Микронагреватель

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для поддержания и регулирования температуры. Изобретение позволяет повысить быстродействие регулирования температуры при сохранении устойчивости микронагревателя к термоудару, его надежностных и ресурсных характеристик....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522751
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dedc

Устройство для измерения температуры газовых потоков

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике. Устройство содержит термопару в металлическом корпусе, рабочий спай которой расположен внутри защитного наконечника, выступающего за пределы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522838
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.10.2014
№216.012.fb8c

Антенна

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн. Технический результат - расширение рабочего диапазона широт, увеличение коэффициента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530242
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.feb6

Устройство контроля аккумуляторной батареи

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к контролю выходного напряжения и сопротивления изоляции аккумуляторных батарей. Устройство контроля аккумуляторной батареи содержит аккумуляторную батарею, преобразователь постоянного напряжения, выполненный по схеме автогенератора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531062
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.11.2014
№216.013.092a

Магниторезистивный датчик тока

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магниторезистивный датчик тока и может быть использовано в устройствах бесконтактного контроля и измерения электрического тока. Датчик содержит замкнутую мостовую измерительную схему, проводники перемагничивания и управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533747
Дата охранного документа: 20.11.2014
+ добавить свой РИД