Способ измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля

Способ измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик рн748192 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву гг 409126 (22) Заявлено 010278 (21) 2575806/18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 150780, Бюллетень HP 26 (51) М. Кл.

G 0i И 15/00

0 01 и 27/62

Государственный коглнтет

СССР по делагл изобретений и открытий

II53) QPg 539. 217. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

Н.A,ÌàëûãèH и А.А.Подольский (71) Заявитель

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

ДИСПЕРСНОИ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯ

Изобретение относится к технике измерения параметров аэрозолей и порошков, может быть использовано в приборах для измерения объемной (весовой) концентрации различных аэродисперсных систем.

Известен способ измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля f15, заключающийся в следующем. Поток аэрозоля пропускают через зону униполярного коронного . разряда и далее через область поперечного к направлению движения потока электрического поля, частью потока, содержащего отклоненные электрическим полем частицы аэрозоля, обдувают электроды и по результатам измерения электродвижущей силы, наведенной на электродах, судят об . объемной концентрации дисперсной фазы20 аэрозоля.

Известный способ обладает следующими недостатками: поперечное электрическое поле 25 существует в течение всего времени прохождения аэрозоля между электродами, что приводит к осаждению на электродах частиц с высокой подвижностью и тем самым обуславливает значитель- З0 ггую погрешность способа и быстрое загрязнение измерительных электродов. при неравномерном распределении концентрации частиц по сечению потока (например, из-за электрического ветра в зоне униполярного коронного разряда) появляется дополнительная погрешность в измерении объемной концентрации.

Целью изобретения является повышение точности измерения при изменяющемся дисперсном составе аэрозоля за счет уменьшения погрешностей, обусловленных осаждением частиц под действием поперечного электрического поля и неравномерным распределением концентрации частиц по сечению потока.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу поперечное к направлению движения потока аэрозоля электрическое поле прикладывают импульсно, причем длительность импульсов выбирают из условия минимально допустимого осаждения на электродах частиц с наибольшей подвижностью, а период следования импульсов устанавливают не меньше времени прохождения потоком аэрозоля области между электродами.

748192 о)т {и

О, при 1 сй;

40O(t-Ф1) — % при lttt tt

100 /о, ПРИ Ф 1О 1 д (t а „)= б5

При таком режиме приложения поперечного -лектрического поля в измерении одновременно участвуют практически все частицы аэрозоля независимо от их распределения по сечению потока, что повышает точность измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля, На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

В состав устройства входят зарядная камера 1, воздушный конденсатор для создания импульсного поперечного электрического поля, содержащий высоковольтный электрод 2, измеритель{ный электрод 3 и охранные электроды

4, воздуходувка 5, источник б импульсного напряжения, синхронизатор

7, усилитель 8 тока, фильтр 9 нижних частот и индикатор 10.

При прохождении потока аэрозоля через зарядную камеру 1 частицы аэрозоля приобретают заряды, пропорциональные квадратам их радиусов

g(a) = с, а, где С) — постоянная, Q. — — радиус частицы.

Поток аэрозоля 11, содержащий униполярно заряженные частицы, с помощью воздуходувки 5 прокачиваются через воздушный конденсатор со скоростью W.

На высоковольтный электрод 2 от источника б подаются прямоугольные импульсы напряжения длительностью и периодом следования Т ) L/W, где

L — длина воздушного конденсатора.

Вследствие этого между электродами конденсатора возникает импульсное электрическое поле, поперечное к направлению движения потока аэрозоля, под действием которого каждая частица приобретает скорость, "поперечную скорости движения потока и равную.где Š— напряженность поперечного электрического поля в конденсаторе, ){. — вязкость воздуха, С вЂ” постоянная.

При этом через входную цепь усилителя 8 тока, соединенного с измерительным электродом 3, протекает наведенный ток J (ñ), обусловленный движением заряженных частиц аэрозоля со скоростями V (а):

tnax (,>)

3(t)=Sf )р)Ч{с)п t {>)(4 {{to )Ьо, где S — площадь измерительного электрода 3;

a „ †радиус наименьшей частицы в потоке; — радиус наибольшей частицы

){ в потоке;

)) — счетная концентрация частиц аэрозоля; Р(э) — функция распределения частиц по размерам;

{ (,a) процент осаждения под действием поля на электродах частиц радиусом а к моменту времени t с начала подачи импульсного поперечного электрического поля.

В пределах длительности импульса

{1 поперечного электрического поля, выбранной из условия (4,antà){) = d>оп IOO9o t где д1 „ — допустимый процент осаждения на электродах частиц с радиусом ц, имеющих наибольшую подвижность, указанный ток практически постоянен и пропорционален

20 объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля: бс)саь 4 ь

{ та){

Э= 4< { О И Р{а)до, при Odette

win независимо от дисперсного состава частиц и их распределения в пространстве между электродами воздушного конденсатора.

Синхронизатор 7 стробирует усилиЗ0 тель 8 в интервале времени 0 (С Г, устраняя тем самым влияние наводки от переднего и заднего фронта импульса напряжения от источника б.

Усиленные импульсы тока с выхода

35 усилителя 8 поступают на фильтр 9 нижних частот, выделяющий постоянную .составляющую сигнала, которая регистрируьтся индикатором 10. Охранные электроды 4 устраняют искажение элект4О рического поля на краях электрода 3.

Вид зависимости <(<» ma){) в каждом конкретном случае реализации предложенного способа определяется тремя факторами: конструкцией воздушного конденсатора и конфигурацией потока аэрозоля в нем, распределением частиц с наибольшей подвижностью по сечению потока и напряженностью поперечного электрического поля.

SO

Например, для плоского воздушного конденсатора с расстоянием между обкладками Н и потоком аэрозоля, движущимся симметрично между обклад, ками в виде плоского слоя толщиной

h (Н (см. чертеж), с равномерным распределением частиц по сечению потока и напряженностью импульсного поперечного поля Е зависимость О (< P,„) имеет вид

748192 при этом составит ((don o

400 +(>mox)Е

l gx 8М Ю „„

Подписное тираж 1019

ЦНИИПИ Заказ 4224/29

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Ф . — — интервал времени с

H-h момента приложения поля до начала осаждения частиц с радиусом а „, обладающих наибольшей подвижностью, 5 — продолжительность полного осаждения из потока частиц с радиусом ц „ при воздействии йа них постоянного электрического поля той же напряженности, скорость движения частиц с радиусом may 15 под действием поперечного электрического поля.

Длительность импульса поперечного электрического поля для обеспечения минимального допустимого процента 20 осаждения частиц с радиусом а,,с,„, определяемая из уравнения d (< aïêâ(-) доя, Формула изобретения

Способ измерения обьемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля по авт.св. 9409126, о т л и ч -а ю щ и йс я reM, что, с целью повышения точ-. ности измерений при изменяющемся дисперсном составе аэрозоля, поперечное к направлению движения потока аэрозоля электрическое поле прикладывают импульсно, причем длительность импульса выбирают из условия минимально допустимого осаждения на электродах частиц с наибольшей подвижностью, а. период следования импульсов устанавливают не меньше времени прохождения потоком аэрозоля области между электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9409126, кл. G 01 и 15/02, 1974 (прототип).