3. Postup k měření koncentrace vzdušných iontů - UTEE

Iontmetr
Uživatelský manuál
Verze: 1.00
BRNO 2009
Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky
Kolejní 2906 / 4
+420 541 149 510
Ing. Zoltán Szabó
Ing. Zdeněk Roubal
Ing. Jan Mikulka
http://www.utee.feec.vutbr.cz

Uživatelský manuál
Obsah
Obsah .......................................................................................................................................... 1
1. Popis přístroje ..................................................................................................................... 2
1.1 Ovládací panel ............................................................................................................ 3
1.2 Ovládání přístroje ....................................................................................................... 3
1.3 Technické parametry .................................................................................................. 4
1.3.1 Obecné parametry .............................................................................................. 4
1.3.2 Elektrické parametry .......................................................................................... 4
1.3.3 Rozsahy měření .................................................................................................. 4
2. Programové vybavení ......................................................................................................... 5
2.1 Instalace ovladačů ...................................................................................................... 5
2.2 Instalace ovládacího programu ................................................................................... 7
2.3 Popis ovládacího programu ........................................................................................ 7
2.3.1 Spouštění programu ............................................................................................ 7
2.3.2 Nastavení komunikačního portu ......................................................................... 7
2.3.3 Popis prostředí .................................................................................................... 9
3. Postup k měření koncentrace vzdušných iontů ................................................................ 10
3.1 Kalibrace přístroje ................................................................................................ 10
3.2 Doporučený postup při měření ............................................................................. 10
3.3 Ovládání programu ............................................................................................... 10
4. Bezpečnostní upozornění ................................................................................................. 11
5. Omezení ........................................................................................................................... 11
6. Literatura .......................................................................................................................... 11
1

Uživatelský manuál
1. Popis přístroje
Zařízení Iontmetr je měřicím přístrojem na měření koncentrace iontů. Zařízení sestává
z aspiračního kondenzátoru (obr. 1.) s obslužnou elektronikou a z napájecího zdroje (obr. 2).
Ovládání přístroje, měření a ukládání naměřeních dat probíhá pomocí obslužného programu
viz. níže nebo pomocí tlačítek na přístroji. Stav měření je signalizován na ovládacím panelu
(obr.3) přístroje.
Obr.1. Aspirační kondenzátor s obslužnou elektronikou.
Obr. 2. Napájecí adapter pro iontmetr.
Iontmetr funguje na principu aspirační metody, kde vzduch obsahující ionty prochází
válcovým kondenzátorem s elektrickým polem dané intenzity. Ionty vstupující do
kondenzátoru jsou vystaveny dvěma navzájem kolmým silám. Jedna je způsobena proudem
vzduchu souběžným s elektrodou kondenzátoru a druhá vzniká působením elektrického pole.
Dráhu iontů lze vypočítat. Měřením proudu kondenzátorem lze získat dostatečně přesná data
vodivostních a ionizačních konstant v závislosti na podmínkách experimentu [1]. Pro měření
proudu kondenzátorem je použit elektroměr. Ovládání elektroměru a je řešeno pomocí
mikrokontroléru který posílá naměřená data pro další zpracování do osobního počítače.
2

Uživatelský manuál
1.1 Ovládací panel
Tlačítka:
START
STOP
SAVE
– start měření podle předem nastavených parametrů
– stop měření
– uložení naměřených dat do osobního počítače
Tlačítko SAVE funguje pouze při volbě automatického měření
v obslužném programu.
LED diody:
Červená Zelená
Svítí - Čeká na start
- Svítí měření
Svítí Svítí kalibrace
- - Vypnuto/ porucha
Signalizace stavu
Zapnutí/vypnutí
Napájecí konektor
USB konektor (připojení na PC)
1.2 Ovládání přístroje
Po přepnutí zapínacího tlačítka do polohy I se rozsvítí modrá LED dioda signalizující
zapnutý stav přístroje. Přístroj je potřeba připojit k osobnímu počítači a pomocí ovládacího
programu nastavit parametry měření. Program nabízí dva typy měření, plně automatické a
manuální měření s možností přímého sledování naměřených dat. Po nastavení parametrů je
přístroj připraven k měření. Odstartovat měření je možné pomocí tlačítka na ovládacím
panelu nebo přímo v ovládacím programu. Po odstartování měření probíhá kalibrace přístroje,
která muže trvat různě dlouho podle nastaveného rozsahu měření. V manuálním režimu je
3

Uživatelský manuál
možné měření ukončit pomocí stop tlačítka v programu nebo na ovládacím panelu nebo
počkat nastavenou dobu měření. U automatického měření se měřící proces automaticky
ukončí po uplynutí nastavené doby měření. Po opětovném připojení přístroje k osobnímu
počítači je možné uložit naměřená data pomocí tlačítka SAVE na ovládacím panelu přístroje
nebo pomocí tlačítka načti měřená data v ovládacím programu. Naměřená data již jsou
připraveny k dalšímu zpracování.
1.3 Technické parametry
1.3.1 Obecné parametry
Rozměry 440×202×120 mm
Skladovací a přepravní teplota -40 až +85 °C
Provozní teplota okolí -25 až + 35 °C
Doba provozu nepřetržitě
1.3.2 Elektrické parametry
Napájení 14,4 VDC ±10%
Spotřeba max. 5 VA
1.3.3 Rozsahy měření
1. max. 17k iontů /cm 3
2. max. 170k iontů /cm 3
3. max. 1,7M iontů / cm 3
4. max. 17M iontů / cm 3
4

Uživatelský manuál
2. Programové vybavení
2.1 Instalace ovladačů
Před prvním spuštěním software je třeba instalovat ovladače USB portu. Postup je
následující:
1. Po zapojení zapnutého přístroje USB portem se objeví okno:
2. Zvolíme „Nyní ne“ a „Další“. Objeví se následující okno:
5

Uživatelský manuál
3. Zvolíme „Instalovat ze seznamu“ a stiskneme „Další“. Objeví se okno:
4. Tlačítkem „Procházet“ najdeme cestu k ovladači, který je přiložen na instalačním CD.
Zvolíme cestu X:\CDM 2.06.00 WHQL Certified, kde X je označení Vaší CD-ROM
mechaniky. Stiskneme „Další“.
5. Postup od bodu 2 zopakujeme ještě jednou pro instalace „Virutal serial port“.
6

Uživatelský manuál
2.2 Instalace ovládacího programu
Adresář s programovými soubory se zkopírují na požadované místo na lokálním disku
osobního počítače. Po instalace ovladačů (kapitola víš) a nakopírovaní adresáře je program
připraven pro spuštění.
2.3 Popis ovládacího programu
2.3.1 Spouštění programu
Program se spouští pomocí souboru Iontmetr.exe. Na obrazovce se objeví ovládací
panel přístroje a okno osciloskopu po spuštění manuálního měření.
2.3.2 Nastavení komunikačního portu
Číslo portu zjistíme následovně: Start-> Nastavení -> Ovládací panely -> „Systém“ (
nebo pravý kliknuti na ikonku „Tento počítač“ a vybereme bod „Vlastnosti“)
Vybereme záložku „Hardware“ a klikneme na tlačítko „Správce zařízení“
7

Uživatelský manuál
Rozbalíme položku „Porty (COM a LPT)“
V programu nastavíme číslo sériového portu (Nastavení -> Sériový port – vybereme
číslo portu na který je přístroj připojen.) na číslo který je napsán v „USB Seral port
(COMX)“, kde X je číslo portu.
8

Uživatelský manuál
2.3.3 Popis prostředí
Menu:
Nastavení
Konec!
Nastavení:
Celkový čas měření
Interval měření
Zpoždění před měřením
Polarita měřených iontů
Rozsah měření
Ovládání
Ovládání:
Start
Stop
Nabít kondenzátor
Pošli nastavení
Zjisti nastavení
Export dat:
Načti měřená data
Export (CSV)
Tabulka
Okénko osciloskop
nastavení čísla sériového portu na který je přístroj
připojen
Ukončení programu
nastavuje se doba po který přístroj bude měřit. Zadává
se v minutách
zadává se čas v sekundách jak často budeme brát vzorky
zpoždění měření po zkalibrování přístroje
nastavění polarity měřených iontu (kladné/záporné)
zvolí se rozsah měření
nastavuje se typ ovládání (manuální/automatické)
odstartovaní měření
zastavení měření
znovu nabití kondenzátoru
pošle nastavení do řídící jednotky přístroje
zjistí nastavení z řídící jednotky přístroje
po ukončení automatického měření načte naměřená data
z přístroje
exportuje naměřená data do souboru CVS pro Excel
do toho okénka se při manuální měření zapisují
naměřená data
do toho okénka se při manuální měření vykresluje graf
9

Uživatelský manuál
3. Postup k měření koncentrace vzdušných iontů
Přístroj nabízí 2 typy měření a to manuální a automatické. Při manuálním měření
přístroj musí být připojen k osobnímu počítači a můžeme sledovat naměřená data v ovládacím
programu. Měření je možné ukončit pomocí tlačítka STOP v ovládacím programu nebo na
ovládacím panelu přístroje. Po ukončení měření je možno naměřená data exportovat do
souboru CSV pro Excel. Při automatickém měření je možno přístroj odpojit od osobního
počítače a nechat měřit po nastavenou dobu. Konec měření je signalizován pomocí LED na
ovládacím panelu. Po opětovném připojení přístroje k osobnímu počítači je možné pomocí
tlačítka SAVE nebo z programu „Načíst měřená data“ načíst data do počítače.
3.1 Kalibrace přístroje
Přístroj se kalibruje automaticky po stisknutí tlačítka Start. Doba kalibrace může trvat
různě dlouho v závislosti na zvoleném rozsahu. Při kalibraci je vhodné mít zakrytý vstup a
výstup aspiračního kondenzátoru dodanými ochrannými hliníkovými kryty.
3.2 Doporučený postup při měření
1. Připojit napájecí adaptér
2. Propojit přístroj s počítačem pomocí USB kabelu
3. Zapnout přístroj vypínačem tak, aby se rozsvítila modrá LED
4. Spustit ovládací program
3.3 Ovládání programu
Nastavit číslo sériového portu (v menu programu Nastavení -> Sériový port), stačí před
prvním měřením. Při dalších měření nastavění program již pamatuje.
Nastavení pro manuální měření:
1. Zadat interval měření
2. Zadat polaritu měřených iontů
3. Zadat rozsah měření
4. Nastavit ovládání na „manuální“
5. Poslat data do přístroje
6. Stisknout Start
7. Počkat na zkalibrování přístroje – objeví se upozornění, dále po stisku tlačítka OK se
spustí měření
8. Program vypisuje naměřená data do tabulky a zároveň je zobrazuje v okénku
osciloskop.
9. Program čeká na tlačítko Stop pro ukončení měření
10. Po skončení měření lze data exportovat do Excelu tlačítkem Export (CSV)
11. Po měření vypnout program
10

Uživatelský manuál
Nastavení pro automatické měření:
1. Zadat celkový čas měření
2. Zadat interval měření
3. Zadat zpoždění před měřením (čas potřebný pro odpojení osobního počítače a
uvolnění měřících prostor)
4. Zadat polaritu měřených iontů
5. Zadat rozsah měření
6. Nastavit ovládání na „automatické“
7. Poslat data do přístroje
8. Odpojit přístroj od osobního počítače
9. Zmáčknout tlačítko START na ovládacím panelu
10. Uvolnit měřící prostor
11. Počkat na ukončení měření podle nastavených časů – konec měření je signalizován
pomocí LEDek.
12. Připojit osobní počítač pomocí USB kabelu.
13. Zapnout program
14. Exportovat data pomocí tlačítka SAVE nebo z programu „Načti měřená data“
15. Po měření vypnout program
4. Bezpečnostní upozornění
Iontmetr je velice citlivý přístroj na statické výboje. Dávejte pozor na dotknutí
střední elektrody aspiračního kondenzátoru rukou nebo staticky nabitými předměty!
5. Omezení
Tato verze neumožňuje ukládání změřených hodnot po automatickém měření tlačítkem
SAVE na ovládacím panelu přístroje. K uložení dat použijte tlačítko „Načti měřená data“
v ovládacím programu.
6. Literatura
[1] K. Bartušek: Měření spektrálních charakteristik iontových polí. 2001,
http://www.elektrorevue.cz/clanky/01038/index.html
11