Емкостный датчик для измерения запыленности воздуха

Емкостный датчик для измерения запыленности воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью электрических средств и может быть использовано для контроля загрязнения окружающей среды в различных отраслях промышленности, в частности на предприятиях строительной индустрии. Цель изобретения - повышение достоверности измерений путем увеличения надежности осаждения частиц пыли строительных материалов и чувствительности. Датчик состоит из двух обкладок - внешней и внутренней, выполненной в виде проволочной спирали. Обкладки соединены с источником высокого напряжения и измерителем емкости. Запыленный воздух с помощью вентилятора просасывается через датчик, частицы пыли осаждаются на проволочную спираль, изменяя емкость датчика. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU,„, 15891 (51)5 С 01 N 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4437395/31-25 (22) 18,04.88 (46) 30.08.90. Бюл. Р 32 (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (72) П.Б.Бальренас и 10.П, Каулакис (53) 543.275.3 (088.8) (56) Заявка Великобритании 9 1575572, кл. G 01 N 27/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

К 1303897, кл. G 01 N 15/00, 1986. (54) ЕИКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЗАПЬШЕННОСТИ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к исследованию материалов с помощью электрических средств и может быть использовано для контроля загрязнения

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью электрических средств и может быть использовано для контроля загрязнения окружающей среды в различных. отраслях промышленности (например, на предприятиях строительной индусtDHH ), Цель изобретения — повышение до; стоверности измерения путем увеличения надежности осаждения частиц пыли строительных материалов и чувствительности.

На чертеже изображен предлагаемый емкостный датчик, общий вид.

Емкостный датчик содержит цилиндрическую, открытую с обоих концов трубку 1, представляющую собой на- . ружную обкладку, в которой установлен реверсивный вентилятор 2 для соэ2 окружающей среды в различных отраслях промышленности, в частности на предприятиях строительной индустрии. Цель изобретения — повьш ение достоверности измерений путем увеличения надежности осаждения частиц пыли строительных материалов и чувствительности. Датчик состоит иэ двух обкладок — внешней и внутренней, выполненной в виде проволочной спирали. Обкладки соединены с источником высокого напряжения и измерителем емкости. Запыленный воздух с помощью вентилятора просасывается через датчик, частицы пыли осаждаются на проволочную спираль, изменяя емкость датчика. 1 ил. 9 дания в трубке 1 потока воздуха. В трубке 1 концентрично..установлена внутренняя обкладка 3, выполненная в виде проволочной спирали, внутренняя обкладка 3 соединена с прибором 4 для измере ия емкости через переключатель 5, который соединен с трубкой 1, Между переключателем 5 и внутренней обкладкой 3 параллельно включен источник 6 высокого напряжения. Датчик снабжен зарядным устройством, выполненным:.в ниде коронирующего электрода 7, соединенного с источником 6 высокого напряжения, Внутренняя обкладка 3 соединена с положительным полюсом, а коронирующий электрод 7 с отрицательным полюсом источника высокого напряжения, Шаг спирали выбирают не меньше половины разницы

1589141 диаметр проволоки; где dд

E—

55 дыэ внутреннего диаметра трубки и наружного диаметра спирали с учетом толщины слоя осевшей пыли на проволоку. Это условие необходимо для то5

ro, чтобы не утратилось неоднородное поле. При меньшем шаге спираль работает как сплошной цилиндр.

Емкостный датчик работает следующим образом. t0

Для замера запыленности воздуха переключатель 5 устанавливают в нейтральное положение и включают реверсинный вентилятор 2, который, то одуная, то срывая частицы пыли, очищает внутреннюю обкладку 3, После этого переключателем 5 соединяют источник 6 высокого напряжения с внутренней обкладкой 3 и коронирующим электродом 7. Коронирующим электродом 20

7 производится подзарядка частиц пыли, которые принудительно осаждаются на внутренней обкладке 3. Переключатель 5 устанавливают в положение замера, при этом прибор 4 пока- 25 зывает изменение емкости. После измерения переключатель 5 устанавливают в нейтральное положение °

Выполнение ннутренней обкладки в виде проволочной спирали позволяет увеличить эффективность улавливания частиц пыли за счет увеличения объема, охватываемого проводником, При этом длина на внутренней обкладке Увеличивается в 4-8 раз,что увели- 35 чивает площадь для осаждения. пыли„

Для внутренней обкладки применяют проводник малого сечения, имеющий большую кривизну поверхности, что увеличивает эффективность неоднородного поля.

Диаметр проволоки выбирают в зависимости от диэлектрической проницаемости воздуха и пыли, длины проволоки, возможной толщины осаждаемого 45 на внутренней обкладке слоя пыли, внутреннего диаметра трубки и необходимого для обеспечения заданной чувствительности изменения емкости датчика при осаждении пыли по формуле

K26881dd пу

50 диэлектрическая постоянная вакуума; относительная диэлектрическая проницаемость сре1 - длина датчика;

44 р - максимальная толщина пыли, осаждаемой на внутреннюю обкладку;

D — диаметр наружной обкладки, dC — изменение емкости датчика;

К вЂ” коэффициент, учитывающий форму внутреннего электрода

Если внутренний электрод выполнен в виде. проволочной спирали из проволоки одинаковой толщины и ее расстояние до стен подбирается одинаковым, то, предполагая, что пронолока в спирали и в вытянутом виде находится в одинаковых условиях, в первом приближении можно предполагать, что изменение емкости будет пропорционально эффективной площади поверхности, умноженной на толщину слоя осажденной пыли. При этом соотношение изменения емкостей с спиральным электродом, равное dCс,и с проволочным, равное

ЛС, будет равно Сс d pplnp ddp 1 пр

К = дсл Ра Aplddnp Я 1 где 1д - иаэс п — длина проволоки спирали;

n — число витков;

Й с — диаметр спирали;

dc n

К

Емкостный датчик применим для определения концентрации. пыли строительных материалов (мела, цемента, доломита, глины, песка, цемента извести и т,д,), для которых диэлектрическая проницаемость составляет

2,5-5, величина изменения емкости датчика определяется существую щими, приборами для измерения емкости и, согласно экспериментальным данным, составляет DC = 1,6 пФ, Для указанного изменения емкости датчика толщина слоя осажденной пыли составляет dd qp = 0,3 мм.

Длину датчика определяют экспериментально, исходя из того, что пыль по ходу движения запыленного потока в основном осаждается н начале датчика на расстоянии до 5 D.

Формула и э о б р е т е н и я

Емкостный датчик для измерения запыленности воздуха при производстве строительных материалов, содержащий наружную обкладку в виде цилиндрической трубки с приспособлеСоставитель И.Рогачев

Редактор А.Ревин Техред л.Сердюкова Корректор С.Шевкун

Заказ 2535 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 1 нием для создания потока воздуха, ионизируюший электрод и расположенную в трубке внутреннюю .обкладку, изолированную от трубки, причем ионизирующий электрод и внутренняя обкладка соединены с источником высокого напряжения, внутренняя и наружная обкладки соединены с измерителем емкости, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений путем увеличения надежности осаждения частиц пыли строительных материалов и

589!41

6 чувствительности, внутренняя обкладка выполнена в виде прово)точной спирали с шагом, большим половины разности внутренних диаметров наружной

5 и внутренней обкладок с диаметром проволоки, выбранным иэ условия

8в (0,15 — 0,4) - — n, D dc» лр ир

1О где D - -наружный диаметр обкладки; йц — диаметр проволоки; п — число витков спирали;

d — диаметр спирали, причем длина датчика 1 4 50.