Лаба_раб_№3_Счетчик_ Аэрозольных_Частиц

НАЗНАЧЕНИЕ
Счетчик аэрозольных частиц ПК.ГГА-0,3-002 предназначен для контроля запыленности воздуха в медицинских учреждениях.
Счетчик рассчитан на эксплуатацию в следующих условиях:
температура окружающего воздуха от 10 до 35 °С;
относительная влажность до 80 % при температуре 25 °С;
атмосферное давление от .86 до 106 кПа (650-800) мм
·Кг.
Питание счетчика осуществляется от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В частотой (50 ± 0,5) Гц.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Счетчик регистрирует аэрозольные частицы в шести каналах по размерам:
от 0,3 (m и выше;
от 0,4 (m и выше;
от 0,5 (m и выше;
от 0,6 (m и выше;
от 0,8 (m и выше;
от 1,0 (m и выше;
Диапазон измерения счетной концентрации аэрозольных частиц от 0 до 3,5105 частиц в литре.
Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения счетной концентрации в диапазоне от 310 до 2,5104 частиц в литре ± 40%, воспроизводимость результатов измерений в диапазоне от 102 до 3104 частиц в литре ±60%, за границами этого диапазона погрешность не нормируется.
Объем аэрозольной пробы, отбираемой на анализ, 0,1; 1.0; 10 L.
Предел допускаемой относительной погрешности измерения объема аэрозольной пробы, отбираемой на анализ, ± 10%.
Время отбора аэрозольной пробы 6; 60; 600 S.
Предел допускаемой относительной погрешности измерения времени отбора аэрозольной пробы ± 3%.
Собственный фон счетчика не более:
при температуре окружающей среды (20 ± 5) °С в канале "от 0,3 мкм и выше" при объеме аэрозольной пробы, отбираемой на анализ, 1Л - 100 частиц, в канале "от 0,4 (m и выше" -5 частиц. В остальных каналах собственный фон отсутствует;
при температуре окружающей среды 10 и 35 °С в канале "от 0,3 мкм/ и выше" при объеме аэрозольной пробы, отбираемой на анализ, 1L - 1000 частиц, в канале "от 0,4 (m и выше" -100 частиц. В остальных каналах собственный фон отсутствует.
Продолжительность непрерывной работы - не менее 8ч. Время установки рабочего режима - не более 15 мин.
Запуск счетчика осуществляется вручную или от внешнего электрического сигнала.
Результаты измерений индицируются на шестиразрядном цифровом табло и выводятся через соединительный кабель на разъем в двоично-десятичном коде 8-4-2-1.
Счетчик может работать в режиме автоматического пуска.
Основные параметры счетчика приведены в табл.1
Таблица 1
Наименование параметра
Допустимые значения по ТУ

1. Относительная погрешность измерения объема аэрозольной пробы, отбираемой на анализ, %
± 10

2. Основная относительная погрешность измерения счетной концентрации и воспроизводимость результатов измерения счетной концентрации, %
± 40

3. Относительная погрешность измерения времени отбора аэрозольной пробы, %
± 3


УСТРОЙСТВО И ПРИНИЦИП РАБОТЫ
Принцип действия
В счетчике используется фотоэлектрический метод регистрации аэрозольных частиц. Частицы, попадая в освещенный рабочий объем, рассеивают свет. Интенсивность рассеянного света определяется размером частицы. В качестве приемника света используется фотоэлектронный умножитель, на нагрузке которого возникает электрический импульс. Амплитуда импульса пропорциональна количеству рассеянного света, т.е. определяется размером частицы. Таким образом, возможен анализ частиц по размерам.
Структурно счетчик состоит из трех функциональных частей.
оптической системы;
пневматической системы;
электрических блоков.

Оптическая система
Оптическая система является главной и определяет основные характеристики счетчика.
Схема оптической системы представлена на рис.1 Свет от источника 6 фокусируется с помощью объективов 7, 9 и диафрагмы 8 в луч диаметром 1 мм.
Перпендикулярно этому лучу вдувается аэрозоль. Диаметр струи аэрозоля 0,9 мм.
Попадая в рабочий объем, каждая аэрозольная частица 10 дает импульс рассеянного света, который воспринимается фотокатодом ФЭУ 14, расположенным под углом 90° к оси луча.
Падающий луч, пройдя камеру, улавливается световой ловушкой 11, выполненной в виде конуса.
Свет, рассеянный частицей при прохождении луча света, собирается объективом 12.
Рабочий объем образуется при пересечении луча света и потока аэрозоля. Для уменьшения рабочего объема на фигуру пересечения накладывается изображение диафрагмы 13.
Для увеличения освещенности в рабочем объеме используется рефлектор 5.
Для контроля и восстановления первоначальной калибровки в счетчике имеется система внутреннего калибратора, которая посредством световодов 1 и 4 направляет часть светового потока от лампы в фотоумножитель. Эта часть светового потока модулируется модулятором 2 (диском, имеющим прорезь).
Диск вращается двигателем 3. Модулированный световой поток имитирует световой импульс определенной величины, соответствующей точке калибровки.
































Пневматическая система
Пневматическая система обеспечивает забор аэрозоля и подачу его в рабочий объем оптического датчика 1 (рис.2).
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Прокачка аэрозоля осуществляется насосом 5. Сглаживание пульсаций производится глушителем 4. Расход аэрозоля регулируется краном 2, а контролируется по ротаметру 3.
Электрические блоки
Электрические блоки служат для разделения по амплитуде и подсчета электрических импульсов, поступающих от фотоумножителя.
Функциональная схема электрической части счетчика приведена на рис.3.
В счетчик входят следующие электрические блоки:
плата компаратора ОШМ4.890.303 - 1 шт.;
таймер ОШМ.490.005 - 1 шт.;
плата индикации ОШМ.890.304 - 1 шт.;
плата вывода информации ОШМ4.890.305 - 1 шт.;
источник питания ±l5\/ ; +24 У ОШМ3. 508.302 - 1 шт.;
источник питания +6 V ОШМ.508.300 - 1 шт.;
источник питания ФЭУ ОШМЗ.508.301 - 1 шт.
Световые импульсы от частиц преобразуются ФЭУ в электрические. Эти импульсы поступают на плату компаратора. На входе компаратора стоят два каскада усиления. Усиленный сигнал поступает на делитель, состоящий из резисторов. Делитель приводит к одному уровню сигналы, соответствующие различным диаметрам регистрируемых частиц, т.е. для каждого канала снимается нормированный сигнал, приведенный к минимальному сигналу от частицы размером 0,3 мкм.
Переключение каналов производится аналоговыми ключами, управляемыми сигналами, поступающими от переключателя каналов.
В счетчике осуществляется интегральный счет частиц, т.е. сосчитываются все частицы, размер которых равен или больше величины, установленной на переключателе каналов. Поскольку счет интегральный, и разделение частиц по каналам производится делителем, то используется только один компаратор, настроенный на определенный уровень срабатывания. Когда уровень сигнала превышает порог срабатывания, компаратор срабатывает, и импульс подается на вход схемы совпадения 1. С выхода этой схемы импульс поступает на один из входов схемы совпадения 2. На второй вход от таймера подается сигнал "Разрешение счета". При наличии этого сигнала импульсы от компаратора поступают в счетчик импульсов. Счетчик импульсов выполнен на шести микросхемах и расположен на плате индикации. К выходам дешифраторов подключены шифровые индикаторы. При заполнении счетчика с выхода последней микросхемы снимается сигнал "Перегрузка".
На плате компаратора размещена также схема калибратора. включающая в себя ждущий мультивибратор, вырабатывающий сигналы определенной длительности и амплитуды. Мультивибратор запускается импульсами при проведении калибровки.
Импульсы мультивибратора интегрируются на емкости, на которой возникает напряжение, пропорциональное частоте калибровочных импульсов. Это напряжение подается одновременно на две ключевые схемы, настроенные каждая на свой порог срабатывания. В коллекторные цепи ключей включены светодиода индикации калибровки.
Импульсы с платы компаратора также поступают на плату вывода информации, конструктивно расположенную в кабеле ЗИПа. Плата вывода информации содержит шесть микросхем. С этих микросхем сигнал в двоично-десятичном коде 8-4-2-1 поступает на разъем, предназначенный для подключения цифропечатающего устройства. На этот же разъем в двоично-десятичном коде 8-4-2-1 выводится номер включенного канала от переключателя каналов, а также сигнал "Разрешение печати" от таймера.
Таймер задает время измерения 6, 60, 600 с , что соответствует объему аэрозольной пробы, поступающей на анализ, 0,1; 1,0; 10 L .
В качестве задающей частоты используется частота сети 50 Гц. Мостовая схема на диодах удваивает эту частоту. Пульсиpyющee напряжение частоты 100 Гц поступает на формирователь импульсов и дальше на делитель частоты, собранный на пяти счетчиках. Счетчики 1, 2, 4, 5 делят частоту по модулю 10, счетчик 3 - по модулю 6.
При нажатии кнопки (пуск) счетчики таймера, платы индикации и платы вывода информации и триггеры 1 и 3 устанавливаются в нулевое состояние, а триггер 2 - в единичное состояние. При отпускании этой кнопки начинается отсчет времени измерения счетчиками таймера, загорается светодиод (измерение), а также с триггера 2 снимается сигнал "Разрешение счета", который поступает на схему совпадения 2 платы компаратора и разрешает прохождение импульсов от частиц в счетчик импульсов. По истечении установленного времени измерения на выходе схемы совпадения 2 возникает положительный перепад напряжения. Триггеры 3 и 2 срабатывают, светодиод гаснет, сигнал "Разрешение счета" принимает низкий уровень, и счет импульсов прекращается. С инверсного выхода триггера 2 снимается сигнал "Разрешение печати" высокого уровня. В режиме автоматического пуска от счетчика 3 на схему совпадения 1 подается сигнал, определяют паузу между измерениями. При переполнении счетчика импульсов от платы индикации поступает сигнал, который вызывает срабатывание триггера 1, и загорается светодиод (перегрузка). В исходное состояние этот триггер возвращается импульсом сброса от таймера.
Питание всех блоков осуществляется от стабилизированных источников, собранных по типовым схемам с непрерывным регулированием. Для получения высокого напряжения питания ФЭУ используется преобразователь напряжения с последующим умножением и выпрямлением напряжения.
Кнопкой производится сброс показаний цифровых индикаторов, установка всех счетчиков и триггеров в исходное состояние, и затем при отпускании - пуск измерений.
Кнопкой (стоп) производится остановка измерений.
Кнопками "0,1L"; "1,0 L" и "10 L" устанавливается время измерения.
Переключателем устанавливается необходимый канал измерения.
Кнопкой устанавливается режим автоматического пуска измерений. Время индикации результатов измерений на цифровом табло (5 ± 0,1) S.
Конструкция
Электрические блоки разработаны на микросхемах и полупроводниковых приборах. Функциональные узлы собраны на отдельных печатных платах. Мощные транзисторы вынесены на заднюю панель. Для исключения влияния механических вибраций оптический датчик амортизирован от шасси. Применение кросс-платы повышает технологичность изготовления счетчика.
Передняя панель приведена на рис. 4.
Задняя панель счетчика приведена на рис. 5.
На верхней крышке расположен штуцер ВХОД АЭРОЗОЛЯ.
Символы органов управления приведены в табл. 2.
Таблица 2
Полная надпись (смысловое значение)
Символ

Перегрузка


Измерение


Пуск


Работа в автоматическом режиме


Стоп


Готовность


Смещение


Грубо


Точно


Насос механический вакуумный


Калибровка


ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Порядок установки
Соедините зажим защитного заземления 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415, находящейся на задней панели, с контуром заземления.
Отожмите кнопку СЕТЬ (выключено).
Включите шнур питания в сеть переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.
Снимите защитную крышку, расположенную на верхней крышке счетчика.
Включение счетчика
Нажмите кнопку СЕТЬ (включено).
Выдержите счетчик включенным в течение 15 мин.
Калибровка счетчика
Снимите защитный колпачок со штуцера ВХОД АЭРОЗОЛЯ и наденьте на него фильтр.
Не оставляйте открытым при неработающем счетчике штуцер ВХОД АЭРОЗОЛЯ !
Нажмите кнопку "0,5" переключателя каналов 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 .
Включите насос, нажав кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 . Отрегулируйте краном его производительность так, чтобы верхний крал поплавка ротаметра находился на уровне риски на его корпусе. После откачки запыленного воздуха из камеры анализа в течение 15 мин насос выключите.
Включите калибратор, нажав кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 , при этом должен гореть светодиод 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 15 (готовность), светодиод 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 15(смещение) должен не гореть или редко мигать (рабочее состояние светодиодов). Допускается поочередное мигание светодиодов. Если этого не наблюдается, регулируя потенциометрами 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 (грубо) и 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 (точно), добиться рабочего состояния светодиодов.
Выключите калибратор и снимите фильтр. Рекомендуется проверять калибровку через каждые 0,5 - 1.0 ч работы счетчика.
Проверка собственного фона счетчика
Собственный фон проявляется в том, что счетчик считает, когда в камеру анализа аэрозоль не поступает. Собственный фон необходимо вычитать из показаний счетчика.
Проверку собственного фона производите в следующей последовательности.
Наденьте на штуцер ВХОД АЭРОЗОЛЯ фильтр.
Нажмите кнопку "1,0 L".
Нажмите кнопку "0,3" переключателя каналов 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 .
Включите насос, нажав кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 , и по истечении 15 мин выключите его.
Произведите пуск измерений, нажав кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 15 , при этом на установленное время загорается сигнальный светодиод 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 15 , по истечении которого он гаснет.
Запишите показания электронного счетчика, соответствующее собственному фону.
Измерьте собственный фон в остальных каналах, поочередно нажимая соответствующие кнопки переключателя каналов 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 и производя пуск измерений.
Снимите фильтр со штуцера ВХОД АЭРОЗОЛЯ.
ПОРЯДОК РАБОТЫ
Измерение концентрации аэрозоля в режиме ручного пуска
Включите насос (кнопка 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 ) и краном отрегулируйте его производительность так, чтобы верхний край поплавка ротаметра находился на уровне риски.
Установите на переключателе каналов 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 желаемый канал измерения.
Установите желаемый объем пробы, поступающей на анализ, нажатием одной из кнопок "0,1 L "; "1,0 L "; "10 L " или 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415.
При нажатии кнопок "0,1 L"; "1,0 L"; "10 L" время измерения устанавливается таймером автоматически.
Положение 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 соответствует непрерывному измерению, при котором время измерения необходимо контролировать по внешним часам.
Нажмите и отпустите кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415. При этом происходит сброс показаний цифровых индикаторов, и начинается процесс измерения концентрации аэрозоля.
На установленное время загорается сигнальный светодиод, по истечении которого он гаснет, а счет останавливается автоматически. Если нажата кнопка 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 , то остановка счета осуществляется нажатием кнопки 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 (стоп).
Для кнопок "0,1 L "; "1,0 L"; "10 L" цифровые индикаторы показывают концентрацию аэрозоля в частицах в литре. Если нажата кнопка 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415, то необходимо сделать перерасчет количества частиц на 1 L анализируемого аэрозоля.
Для этого показания цифровых индикаторов умножьте на коэффициент 1/T, где Т - время измерения в минутах.
Положение 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 рекомендуется использовать для измерения низких концентраций аэрозоля.
Измерение концентрации аэрозоля в режиме автоматического пуска
Повторите операции включения насоса, установки канала измерения, выбора объема пробы, поступающей на анализ, как указано в п.п. 5.1.1, 5.1.2, 5.1.3.
Нажмите кнопку 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415.
По окончании одного цикла измерения процесс измерения повторяется автоматически.
Порядок выключения счетчика
Очистите камеру анализа от пыли. Для этого на штуцер ВХОД АЭРОЗОЛЯ наденьте фильтр, включите насос и в течение 3-5 мин произведите откачку запыленного воздуха из камеры анализа.
Выключите насос, затем счетчик, нажав кнопки 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 и СЕТЬ.
Снимите фильтр.
Наденьте защитный колпачок на штуцер ВХОД АЭРОЗОЛЯ.
Наденьте защитную крышку наверху кожуха счетчика.
Отключите шнур питания счетчика от сети переменного тока.
13PAGE 14115





(m































(m













(m







(m



(m


ХК


ХК




ХК




ХК


ХК





1, 4 - светодиоды; 2 – модулятор; 3 – двигатель; 5 – рефлектор; 6 – источник света; 7,9,12 – объективы; 8,13 – диафрагмы; 10 – частица; 11 – световая ловушка; 14 – фотоэлектроныый умножитель
Рис. 1

Схема оптического датчика и компаратора






Приложенные файлы

  • doc 8085303
    Размер файла: 706 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий