Способ анализа дисперсного состава аэрозоля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскняСоцналнстическнаРеспублик 11004819(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 08, 01,79 (21) 2710930/18-25 Р 1 М К з 6 01 И 15/00 с присоединением заявки М -Государственный комитетСССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 03. 83 И.К.Решидов, Д.Л.Зеликсон,и Н.Г. Вулгакова(54) СПОСОБ АНАЛИЗА ДИСПЕРСНОГО СОСТАВААЭРОЗОЛЯ Изобретение относится к методам исследования в механике аэрозолей в Насти измерения концентрации и распределения частиц по разрезам и может быть использовано в автоматизированных системах контроля фракционной эффиктивности.пылеулавливания в процессах газоочистки для охраны окружа- ющей среды от загрязнений.Известен способ анализа дисперс.ного состава аэрозоляпутем пофракционного осаждения частиц на поверхностях каскадного импактора, обтекаемых аэрозолем с возрастающей от поверхности к поверхности скоростью. При этом на каждой следующей поверхности происходит инерционное осаждение частиц все более тонких фракций. Взвешиванием осадка после демонтажа и разборки ипактора находят дисперсный состав. Для повышения адгезионных свойств поверхности осаждения и предотвращения вторичного . носа частиц используют различные смазь ки 11.Известен также способ анализа дисперсного состава аэрозоля путем пофракционного осаждения частиц на фильтрующих поверхностях каскадного импактора. В этом методе аэрозоль частично фильтруется через поверхность осаждения, а осевшие частицы удерживаются на поверхности фильтра скоростным напором газа, что облег- чает регенерацию поверхности осаждения при подготовке импактора к следующему измерению, Регенерацию производят обратной продувкой Фильтра обеспылентым газом после разборки импактора и взвешивания осадка, Способ осуществляют каскадным импактором, содержащим в каждом каскаде камеру, образованную двумя диафрагмами, в каждой из которых поверхность осаждения выполнена в виде мембранного фильтра н сопла следующего каскада 2.Недостатками известного способаявляются проведение анализа дисперсного состава, что связано с рядомтрудоемких неавтоматизированных операций демонтажа и разборки прибора, взвешивания диафрагм до и после осаждения частиц, вычисление при весов регенерации фильтров и т.д.Цель изобретения - ускорение процесса анализа.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу анализа ЗО дисперсного состава аэрозоля путем.пофракцианнага осаждения частиц на Фильтрующих поверхностях каскадного импактара с регенерацией фильтров обеспеченным газом после измерения осадка измерение количества осадкаУ5 на каждой поверхности осуществляют по электрическому заряду, перенесенному частицами осадка при подаче разности потенциалов на эту поверхность, а регенерацию производят при периодическом изменении знака раз О ности потенциалов на всех поверхностях.На чертеже схематически представлена устройство, реализующее предла гаемый способ;Устройство представляет собой каскадный нмпактар, содержащий в каждом каскаде камеру, образованную двумя диафрагмами, в каждой из которых выполнена поверхность осаждения в виде мембранного фильтра и сопла следующего каскада, а выполненные электраизолированнымн диафрагмы каждой камеры соединены через коммутатор с источником постоянного напряжения и кула нометром, причем фильтры выполнены электрапровадящими, а коммутатор - с дополнительным инвертирующнм выходам.Импактар состоит из корпуса 1, в ЗО котором расположены каскады камер 2. Каждая камера 2 образована двумя диаф рагмами 3 и 4. Каждая диафрагма элентраизолирована и снабжена поверх ностьв осаждения в виде мембранного 35 фильтра 5 из электропроводного матем риала и соплами б следующего каскада. Диафрагмы 3 и 4 каждой камеры 2 соединены через коммутатор 7 с галь". ванометром-кулонометром 8 и источни ком 9 постоянного напряжения. Коммутатор 7 на чертеже условно изобра-жен в виде ряда контактов 10-23. Контакты 10-13 и 15-17 соединяются с источником 9 через контакты 18-21 и 22 или 23. В последнем случае че. рез гальванометр 8. Контакт 14 служит для заьыкания всех диафрагм с целью предотвращения появления наведенных потенциалов, препятствующих оседанию-частиц на диафрагмы.Перед работой контакты 10-17, 22 и 23 замкнуты, а 18-21 - аэомк" куты. Все диафрагмы эквипотенциальны.Для анализа дисперсного составаподают в корпус 1 аэрозоль, которыйпоследовательно обтекает камеы 2 с возрастакщей от каскада к каскадускоростью истечения из сопел б. При ударе струй о поверхность. осаждения " фильтр 5, на последнем вследствие 60 инерционности оседают частицы, которые удерживаются на нем благодаря. скоростному напору при частичной фильтрации газа. По мере увеличения скорости газа в соплах б на поверхВ 65 ность фильтров 5 оседают все болеетонкие фракции частиц.После накопления достаточногоосадка наиболее тонкой фракции напоследнем фильтре 5 по ходу аэрозоля,указанному стрелкой на чертеже, подачу азрозоля прекращают и приступают к измерению количества осадка накаждой поверхности по измеренномугальванометром 8 электрическому заряду, перенесенному частицами осадкапри подаче разности потенциалов междудиафрагмами 3 и 4 от источника 9.Эту операцию осуществляют с помощьюкоммутатора 7, который поочерецнэсоединяет .ары соседних диафрагм3 и 4 одной камеры 2 с источником 9,заряда все контакты 10-17 разомкнуж,кроме одной пары, управляющей диафрагмами одной камеры 2, например,последней пары контактов 13 и 15.Контакт. 22, - разомкнут, контакт 23замкнут. Замыкают пару контактов ис.точника 9, например, контакты 18 и20 и йоотклонению гальзанометра опразделяют заряд, перенесенный частицами данной фракции, наиболее тонкой,Затем с постоянным периодом размыкают контакт 15 и подключают следующуюкамеру с помощью замкнутого контакта12 и т.д.При подаче напряжения надве диафрагмы 3 и 4 однойкамеры 2 все частицы, осевшие в камере 2 на фильтре5 и на обратной стороне диафрагмы 3,заряжаются одноименно с подстилающейповерхностью и электрическими силамипереносятся к поверхности, имеющейпротивоположную полярность, переносяпри этак электрический заряд, пропорциональный количеству осадка, регистрируемый гальванометром 8. Период камкоммутации контактов должен быть больше времен релаксации частиц и гальванометра.По окончании электрических измеренний производят регенерацию Фильтров5 обратной по отношению к течениюаэрозоля продувкой обеспыленным газомбез демонтажа и разборки импактора припериодическом изменении знака разности потенциалов на всех поверхностях.Для этого замыкают контакты 10-13,15-17, 22 и 23 и поочередно замыкаютконтакты парами сначала контакты 18и 20, затем контакты 19 и 21 коммутатора 7, Коьмутатор 7 может бытьэлектромеханическим, в виде тумблеров или электронным с программнымблоком в зависимости от желаемойстепени автоматизации.Об окончании процесса регенерациисудят по отсутствию энакопеременноготока, регистрируемого гальванометрам8 при раэмыкании контакта 22: импактор готов к следующему замеру дисперсного состава.,1004819 Указанная принципиальна я с хема, реализующая предлагаемый способ ана лиза дисперсного состава аэрозоля, осуществляемая .каскадным импакторси для ээой цели, позволяет автоматизировать процесс анализа вплоть до построения графика на экране запоминающего электронно-лучевого осцилографа., используемсго вместо гальванометра и снабженного интегратором при условии, что длительность развертки10 луча по экрану равна времени коммутации всех диаФрагм. Проведение анализа и подготовка . следуюшему циклу не требует Разборки и чистки импакто" ра, как это происходит в известных 1 приборах. Отпадает также необходимость предварительной зарядки аэрозоля, сопряженная со значительными погрещностями измерения. Предлагаемое напряжение источника 9 должно быть .20 иже пробойного и составляет 1-4 кВ, то обеспечивает перенос частиц,формула изобретенияСпособ анализа дисперсного состава аэрозоля путем пофракционного осаждения частиц на Фнльтрующих поверхностях каскадного импактора с регенераци-,ей фильтров обеспыленннк газом послеизмерения осадка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью ускорения процесса анализа, измерение количестваосадка на каждой поверхности осуществляют пс электрическому заряду, перенесенному частицами при подаче разф.ности потенциалов на эту поверхностьа регенерацию производят периодическим изменением знака разности потенциалов на всех поверхностях. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Иау К.й. ТЬе савсаде 1 врас 1 ог.Ап 1 пвггщпеп аког ваврР 1 пд соагвеасговбс " У.Бс 1. Эпвгцвф. 1945, 22,р. 187-195,2. ВачепйаЯЕ О.С., Рогпеу З.Л.,7 огауег 1 И, АеговоР в 1 з 1 пд ч 1 О аво 11 ед ч 1 ггла 0 1 трасгог. ",Т. оГСо 08 апд Зпегйасе Яс 1 епсеф1978,65, Р 1, р. 108-117 . (прототип) .1.ВНИИПИ Хаках 1870/5 Тираж 871 Подписное филиал ППП фПатентф,г.ужгород,ул.Проектная,4