Аспирационный конденсатор

О П И С А Н И Е вцы 24 ыИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву -22) Заявлено 02.01,73, (21) 1864922/25 1 Я 15/00 51) М. с присоединением заявк асударственныи камитетСаввта Министрав СССРпа делам изабретенийи аткрытий 23) Приоритет43) Опубликовано 25.07.76.4 б) Дата опубликования оп я 02.12.7 72) Автор изобретен(71) Заявитель Казанский орд ава Трудового Красноационныи институт аме АСПИРАЦИОННЫИ КОНДЕНСАТОР катушки зачищена от изолишения межвитковой изоляции го слоя без наруНа фиг. 1 - конструктивная схе на фиг. 2,0. показано распределени по поверхности катушки электрост зашиты и высоковольтного электро 2, б показано распределение потенци ти высоковольтного электродора; по тистическои а,анафиг алов по повер.если его полхиос 0 постыл заменить катушкои. Однако этот конденсат высокой точностью измер сложностью оценки эффек ния ее на траектории тонор характерируется нения, обусловленнойтивности защиты и влияв внутри конденсатора,Цель изобретения - поврений. Достигается это завольтный электрод выполикого кольца и однослойнойной во входной части соосн шение точности чет того, что вь изме- соко- ричес- ложенен в виде цилинд катушки, распо о указанному к н виток к витку дной конец кот единен к упом утренней поверх льц изо причем на катушку намота лированным проводом, вхо заземлен, а выходной присо му кольцу, причем часть вн орого януто- ности Изобретение относится к приборам измерения концентрации и спектра аэроионов.Известно достаточно много схем и конструкций аспирационных конденсаторов для измерения концентрации и спектра аэроионов Г 1 3 . Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция аспирационного конденсатора цилиндрического типа, содержащая высоковольтный и центральный собирающий электроды и устройство электро- статистической защиты на входе в конденсатор 21 ллетень27 (53) УДК 621 319.74(088.8 Аспирационныи конденсатор содержит заземленный корпус 1, однослойную катушку 2 из высоко.омного провода, изоляционную трубку 3, цилиндрическое кольцо 4,изоляторы 5 и 6, собирающий 16 электрод 7, изоляторы 8 и 9, заземленные гнезда10 и 11 для изоляторов, вывод 12 высоковольтного электрода, вывод 13 собирающего электродаСтрелками показано направление движения воз.духа.Для участка аспирационного конденсатора отнуля до длины 1 1 катушки электростатистической защиты (см. фиг. 2,а) или от нуля до 1полной длины высоковольтного электрода совместно с катушкой электростатистической защиты 26 (см. фиг. 2,о) - решение уравнения Лапласа дает следующее распределение потенциалов в межэлектродном пространстве: где 5 - потенциал на высоковольтном электроде;Ь - внутренний радиус высоковольного электрода;а - наружный радиус собирающего электрода11 о - максимальное значение напряжения направом конце катушки электростатистической защиты; 1 - ддина катушки; 1 - текущая радиальная координата;текущая осевая координата.Уравнение движения иона внутри конденсатора записывается Ч=ИЕ ф.Ч Юо где Ч - вектор скорости движения иона;У - вектор напряженности электрического поля внутри конденсатора; " - подвижность иона; М - вектор скорости потока воздуха.оЕсли поток воздуха ламинарен, то вектор , параллелен оси 1 и/Ч /:Чо и тогда осевая составляющая скорости движения иона, согласно уравнению 2, будет равна Из уравнения (1)дЬ 1 цо .Р ГЧ1 а 1 1 пф(а 1.Подставив уравнение (4) в уравнение (3), получим Ч 1: Ч ., 1 п,аЯ/1. 1 п /аЕсли краевой эффект отсутствует, то должно выполняться условие Ч 1.0 или х у 1 гЛа(6) ц0п /аДля иона, находящегося у границы высоковольтного электродами = Ь. Тогда отсутствие краевого эффекта для любого иона запишется из условия (6), если вместо Э подставить 1 Э, т,е.СТоИз неравенства (7) находится длина катушки электростатистической защиты 1 1 о(8)Если вместо высоковольтного электрода 4 (см, фиг. 1) и катушки электростатистической защиты 2 намотать единую на всю длину конденсатора катушку, то получим на поверхности такого электрода распределение потенциалов согласно фиг. 2, б, В таком конденсаторе условие (8)выполняется еще проще. Для такого конденсатора значение предельной подвижности ионов,поддающихся измерению, определяется по формуле; э,дЫЦ 11, +(Ь -а )( - тт /Й-)о Ь-а Формула изобретения Аспирационный конденсатор для спектрометровионов, содержащий высоковольтный и центральньйсобирающий электроды, устройство электростатической защиты на входе в конденсатор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, высоковольтный электрод выполнен в виде цилиндрического кольца и однослой.ной катушки, расположенной во входной частисоосно указанному кольцу, причем на катушку Я намотан виток к витку изолированный провод,входной конец которого заземлен, а выходнойприсоединен к упомянутому кольцу, причем частьвнутренней поверхности катушки зачищена отизолирующего слоя без нарушения межвитковой 60 изоляции. где 1 ф - длина катушки;10 К,а- нрецельная подвижность иона - такаяподвижность, при которой ион, войдя в конденсатор у поверхности высоковольтного электрода,осядет на правом конце собирающего электрода.Остальные обозначения те же, что и выше.15 Из формулы (9) видно, что все размеры аспирационного конденсатора, скорость потока воздуха, напряжение на высоковольтном электроде ипредельная измеряемая подвижность ионов находятся в строгой зависимости друг от друга.20 Работает конденсатор следующим образом, Исследуемьй воздух продувается через конденсатор.Он проходит через корпус 1, внутреннюю полостькатушки 2, между цилиндрическим кольцом 4 исобирающим электродом 7. Ионы, знак которыхф совпадает со знаком потенциала на высоковольтном электроде, будут двигаться к собирающемуэлектроду 7, а ионы противоположного знака - квысоковольтному электроду. Ионы, осевшие насобирающем электроде. создают на нем заряд,30пропорциональньй количеству ионов с диапазономподвижностей, соответствующим установленномуна высоковольтном электроде потенциалу. Определение всего спектра ионов производят измене -нием потенциала высоковольтного электрода и про 35ведением измерении при каждом значении потенциала,Поскольку определение числа ионов, которыемогут попасть на собирающий электрод, осуществляется с учетом изменения электрического поля40на входе в конденсатор, то точность измеренийповышается522455 по г л ставитель В. Ки Корректор Н, Золотовска ктор Е. Гончао ред М. Ликов Тираж 1029 ПодписноеИ Государственного комитета Совета Министропо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская нао., д. 4,5 аказ 4293/3 НИИП Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Комаров Н. Н. Методы и некоторые результ:.ты измерения ионизационного состояния свобод. ной атмосферы. Ст. в сб.: "Исследование облаков,осадков и грозового электричества", изд. А 11 СССР,М 1961,2. Таммет Х, Ф. Аспирационный метод измеренияспектра аэроионов, Ученые записки ТГУ, вып. 195,стр. 161 - 163, г. Тарту, 1967 г (прототип),