×
27.02.2014
216.012.a743

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО РАЗМЕРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИЦЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002508534
Дата охранного документа
27.02.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы, содержащее источник излучения, детектор и усилитель, введены циркулятор, приемо-рупорная антенна, фильтр нижних частот и микроконтроллер, причем выход источника излучения соединен с первым плечом циркулятора, второе плечо которого подключено к приемо-передающей рупорной антенне, третье плечо циркулятора соединено с входом детектора, выход детектора через фильтр нижних частот соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом микроконтроллера. 1 ил.
Основные результаты: Устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы, содержащее источник излучения, детектор и усилитель, отличающееся тем, что в него введены циркулятор, приемо-передающая рупорная антенна, фильтр нижних частот и микроконтроллер, причем выход источника излучения соединен с первым плечом циркулятора, второе плечо которого подключено к приемо-передающей рупорной антенне, третье плечо циркулятора соединено с входом детектора, выход детектора через фильтр нижних частот соединен со входом усилителя, выход которого подключен к входу микроконтроллера.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения размеров частиц (см. Н.В.Красногорская, Ю.Я.Кириленко, М.М.Рыбин. Исследование параметров частиц осадков в свободной атмосфере. Физика атмосферы и океана, том 111, №12, стр.1292-1304), содержащее источник света, зеркальные линзы, шторки для формирования светового пучка и фотоумножитель. В этом устройстве по амплитуде импульса, возникающего на аноде фотоумножителя при пересечении светового пучка с частицей, определяют размер частицы.

Недостатком этого известного устройства является нестабильность результатов измерения из-за изменения светового потока источника света.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство для измерения размеров капли воды (см. Патент РФ №2393462). Данное устройство содержит импульсный модулятор, источник излучения, соединенный выходом с передающей рупорной антенной, приемную рупорную антенну, детектор, подключенный выходом к входу усилителя, и индикатор. В этом устройстве величина выходного тока детектора является функцией размера капли воды.

Недостатком этого устройства следует считать погрешность, связанную с несогласованностью площади зондирующего каплю воды импульса с площадью самой капли воды.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение точности измерения.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы введены приемо-передающая рупорная антенна, циркулятор, фильтр нижних частот и микроконтроллер, причем выход источника излучения 1 соединен с первым плечом циркулятора, второе плечо которого подключено к приемо-передающей рупорной антенне, третье плечо циркулятора соединено с входом детектора, выход детектора через фильтр нижних частот соединен с входом усилителя, выход которого подключен к входу микроконтроллера.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что при зондировании диэлектрической частицы электромагнитным сигналом фиксированной частоты, отображенным на дисплее микроконтроллера сигналом, измеряют размер контролируемой частицы.

Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить поставленную задачу измерения геометрического размера частицы на основе микроконтроллера, осуществляющего преобразование аналогового информационного сигнала в цифровую с желаемым техническим решением, т.е. повышением точности измерения.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник излучения 1, соединенный выходом с первым плечом циркулятора 2, приемо-передающую рупорную антенну 3, детектор 4, фильтр нижних частот 5, усилитель 6, соединенный выходом с микроконтроллером 7. Цифрой 8 обозначена диэлектрическая частица.

Устройство работает следующим образом. Выходной электромагнитный непрерывный сигнал фиксированной частоты источника излучения 1 поступает в первое плечо циркулятора 2. Этот сигнал далее с помощью второго плеча циркулятора сначала переносится в приемо-передающую рупорную антенну 3, а затем направляется в сторону контролируемой диэлектрической сферической по форме частицы 8.

В рассматриваемом случае при облучении данной частицы электромагнитным сигналом и при выполнении условия d<<λ где d - диаметр сферической частицы, λ - длина электромагнитной волны, для эффективной площади рассеяния (отражения) частицы можно записать (формула Ми)

где σ - эффективная площадь рассеяния частицы;

,

где m - показатель преломления электромагнитной волны.

Из представленной выше формулы видно, что путем оценки параметра σ можно определить диаметр (геометрический размер) облучаемой частицы.

Для этого рассеянный от контролируемой частицы сигнал улавливается приемо-передающей рупорной антенной и далее с помощью третьего плеча циркулятора поступает на вход детектора 4 (см. И.В.Лебедев. Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа, 1970, стр.292-293).

Известно, что при приеме отраженного от объекта контроля сигнала эффективную площадь рассеяния объекта можно выразить как:

где r - расстояние от излучателя до объекта, Потр - плотность потока мощности отраженной от объекта волны, Ппад - плотность потока мощности падающей на объект волны. Принимая последнее выражение применительно к рассматриваемому случаю, можно констатировать, что совместное решение (1) и (2) уравнений даст возможность оценить эффективную площадь рассеяния частицы из следующей формулы:

.

Из последней формулы видно, что при известных значениях km, λ, Ппад и неизменном расстоянии между контролируемой частицей и приемо-передающей рупорной антенной (r) путем измерения плотности потока мощности отраженной от частицы волны (сигнала) можно судить о диаметре частицы. В силу этого входной сигнал детектора, соответствующий плотности потока мощности отраженной от частицы волны, сначала детектируется в детекторе и затем для подавления помех поступает на вход фильтра нижних частот 5. Продетектированный сигнал после прохождения фильтра нижних частот поступает на вход усилителя 6. Согласно предлагаемому устройству в качестве последнего здесь используется нормирующий усилитель, который может осуществить одновременно с усилением и масштабирование входного сигнала микроконтроллера 7. В микроконтроллере его входной аналоговый сигнал сначала преобразуется в цифровой, а затем цифровой код, соответствующий входному аналоговому сигналу микроконтроллера. Цифровой код далее с помощью регистра будет храниться до завершения следующего преобразования входного сигнала микроконтроллера. После этого хранимое число (код) передается в процессор микроконтроллера, где осуществляется обработка данных, соответствующих хранимому в регистре микроконтроллера цифровому коду. В результате обработки информации в микроконтроллере на его дисплее (индикаторе) отображается результат измерения геометрического размера (диаметра) контролируемой частицы.

Итак, согласно предлагаемому техническому решению путем микроконтроллерной обработки информационного сигнала о частице можно обеспечить повышение точности измерения размера диэлектрической частицы.

Устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы, содержащее источник излучения, детектор и усилитель, отличающееся тем, что в него введены циркулятор, приемо-передающая рупорная антенна, фильтр нижних частот и микроконтроллер, причем выход источника излучения соединен с первым плечом циркулятора, второе плечо которого подключено к приемо-передающей рупорной антенне, третье плечо циркулятора соединено с входом детектора, выход детектора через фильтр нижних частот соединен со входом усилителя, выход которого подключен к входу микроконтроллера.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО РАЗМЕРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИЦЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 282 items.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
Showing 1-10 of 191 items.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД