Устройство для измерения дисперсного состава аэрозолей

Устройство для измерения дисперсного состава аэрозолей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пп 550560

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватскик

Социалнстаческик

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 2304097/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10 (51) М. Кл G OIN 15/02

Государственный комнтет

Совета йбнннстров СССР (53) УДК 539.215.4 (088.8) ло делам изобретений н открытнй

Дата опубликования описания 13.04.77 (72) Авторы изобретения

Б. Ю. Кольцов, Л. А. Нейман, Б. И. Попов, В. В. Румянцев и В. И. Турубаров

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЕЙ

Изобретение относится к дисперсному анализу.

Известно устройство для определения распределения частиц по размерам. Исследуемый газ прокачивают над поверхностью жидкости для насыщения его конденсируемыми парами, после чего он поступает в пузырьковую камеру, где с помощью трех электродов (сеток) создается трехмерное поле переменного тока. Два электрода имеют вид плоских дисков, а третий выполнен в виде цилиндрической поверхности. Заряженные частицы, имеющие отношение заряда к массе, укладывающееся в некоторый диапазон е, фиксируется в объеме камеры, остальные рассеиваются и осаждаются на стенках камеры. При последующем понижении температуры пар конденсируется на частицах. Концентрация полученных капель измеряется с помощью источника света и фотоумножителя, регистрирующего рассеянное излучение, Меняя напряженность на электродах и частоту, можно снять кривую распределения частиц по отношениям заряда к массе. В случае нейтральных частиц для зарядки используется источник ионизирующих излучений (1).

Известное устройство характеризуется сложностью настройки в работе.

Известен спектрометр для определения распределения электрических заряженных частиц аэрозолей по размерам. Аэрозоль в виде струи продувается между двумя пластинамп, на которые подается электрическое напряжение. Расстояние от места влета до места соударения частиц о поверхность пласгппы зависит от диаметра частиц (2).

Устройство не обеспечивает широксго диапазона измеряемых аэрозолей.

Наиболее близким техническим решением

10 является устройство, содержащее электроды коронного разряда, электроды осаждения заряженных частиц, измерительный электрод, установленный последовательно в потоке аэрозоля, движущегося с постоянной скоростью, 15 а также электрометр, подключенный к измерительному электроду, и регистратор, вход которого подключен к выходу электрометра.

Аэрозольные частицы приобретают в поле коронного разряда электрический заряд. В

20 пространстве электродов осаждения, на которые подают постоянное напряжение, осаждается часть аэрозольных частиц, зависящая от дисперсного состава и величины напряжения.

Неосевшие частицы увлекаются потоком на

25 измерительный электрод. Заряд этих частиц

Q, пропорциональный их концентрации, измеряется электрометром, выходной сигнал которого подается на регистратор. На электродах осаждения задерживаются все частицы, 30 имеющие диаметры, большие предельной вс550560

65 личины бра,, определяемой напряжением на этих электродах, а также часть частиц, имеющих диаметры, меньшие предельного. Заряд этой частицы составляет погрешность измерения, которая обуславливается различием координат входа отдельных частиц в пространство электродов осаждения.

В известном устройстве для уменьшения погрешности аэрозоль пропускают через систему электродов в виде узкого пучка, площадь, поперечного сечения которого составляет не более 5 площади, охватываемой наружным электродом осаждения. По результатам ряда последовательных измерений заряда Q, проведенных при различных значениях напряжения на электродах осаждения, судят о дисперсном составе )3).

Известное устройство характеризуется низкой точностью и чувствительностью. Низкая точность обуславливается заменой непрерывной функции распределения ее ступенчатой аппроксимацией, а также тем, что погрешность из-за различия координат входа отдельных частиц устраняется неполностью. Низкая чувствительность обуславливается малой представительностью пробы аэрозоля, определяемой для рассматриваемого устройства площадью поперечного сечения потока аэрозоля, которая не может быть увеличена без снижения точности измерения.

С целью повышения точности и чувствительности измерения д исперсного состава аэрозолей блок питания электродов осаждения выполнен в виде генератора экспоненциального напряжения, выход которого подключен к одному из входов регистратора, другой его вход через сумматор подключен к электрометру, причем оно снабжено блоком дифференцирования заряда, поступающего на электрометр, вход этого блока подключен к измерительному электроду, а выход — к сумматору, Заряд д тех частиц с диаметрами, меньшими предельного, которые выходят из потока под действием осаждающего поля, равен

dQ dQ — пред

d U < йпред < (1Я Опред)

Вследствие того, что напряжение U на электродах осаждения является экспоненциальной функцией времени с постоянной т, значение апре изменяется во времени по закону

Благодаря этому становится возможным измерение заряда q, равного

dt мощью блока определения заряда, введенного в устройство, и регистрация суммарного заряда всех частиц с размерами, меньшими предельного, как непрерывной функции б»«.

Благодаря измерению заряда q погрешность чз-за различия координат входа отдельных

35 частиц в пространство электродов осаждения устраняется полностью, поэтому можно повысить чувствительность измерения, пропуская через систему электродов поток аэрозоля, имеющий сечение, равное сечению, ограничиваемому наружным электродом осаждения.

На чертеже представлена схема устройства для измерения ди спер си ого состава аэрозолей.

В потоке аэрозоля установлены наружный и внутренний электроды 1 и 2 коронного разряда, наружный и внутренний электроды 3 и 4 осаждения заряженных частиц и измерительный электрод 5, к которому подключены входы электрометра б и блока 7 дифференцирования заряда, поступающего на электрометр. К выходам электрометра б и блока 7 подключены входы сумматора 8. Электроды

3 и 4 подключены к генератору 9 экспоненциального напряжения. Выход сумматора и выход генератора соединены со входами регистратора 10.

Поток аэрозоля пропускается через систему электродов по всему ее поперечному сечен ию с постоянной скоростью. В пространстве электродов 1 и 2 осуществляется . коронный разряд. Частицы аэрозоля, проходя между этими электродами, приобретают электрический заряд. Все заряженные частицы, диаметры которых превышают значение бпрер определяемое напряженностью электрического поля между электродами 3 и 4, осаждаются на одном из этих электродов. Электрическое поле создается генератором 9 экспоненциального напряжения с постоянной времен и т.

Частицы, оставшиеся в потоке, поступают на измерительный электрод 5 и их заряд Q регистрируется электрометром б. Для определения заряда q к измерительному электроду подключен вход блока 7, осуществляющего дифференцирование заряда Q по времени и усиление полученной величиы в т раз. Сигнал на входе сумматора 8 пропорционален сумме зарядов Q и q, а следовательно, пропорционален концентрации частиц, имеющих диаметры, меньшие бпред. Этот сигнал непрерывно фиксируется регистратором 10.

Одновременно на второй вход регистратора поступает сигнал, пропорциональный текущему значению напряжения генератора 9, что дает возможность поставить в соответствие каждому значению этого напряжения и, следовательно, каждому значению — величину концентрации частиц.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения благодаря регистраци и дисперсного состава как непрерывной функции размера частиц и устранению погрешности из-за различия координат входа частиц в пространство электродов осаждения и поднять чувствительность не менее, чем в

20 раз за счет увеличения представительности пробы аэрозоля.

550560

Формула изобретения

Составитель Е. Маллер

Техред Л. Гладкова

Корректор Е. Хмелева

Редактор Т. Янова

Заказ б15/9 Изд, № 283 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для измерения дисперсного состава аэрозолей, содержащее последовательно установленные в потоке аэрозоля электрода коронного разряда, электроды осаждения заряженных частиц с блоком питания, измерительный электрод, электрометр, подключенный к измерительному электроду, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности 11 чувствительности изPomcrr оэроЛтЛ вЂ” 4> — 1> — — Ф вЂ” — (> — 1> мерений, олок питания электродов осаждения выполнен в виде генератора экспоненциального напряжения, выход которого подключен к одному из входов регистратора, другой его

5 вход через сумматор подключен к электрометру, причем оно снабжено блоком дифференцирования заряда поступающего на электрометр, вход этого блока подключеч к измерительному электроду, а выход — к сумма10 тору.