Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 010378 (21) .2586459/18-25с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,С 01 й 15/00 Госулврствеииый комитет СССР по ледам изобретений и открытий" . Опубликовано 150780,Бзоллетень Мо 26 Дата опубликования описания 150780(71) Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Артема(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦЙИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯ Изобретение относится к устройст-. вам для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля и может быть использовано для измерения запыленности воздуха в различных отраслях 5 промышленности.Известно устройство (11 для измерения концентрации дисперсной Фазы аэрозоля, содержащее воздуходувку, зарядную и измерительную камеры,10 усилитель и индикатор.Известен также способ измерения 2, реализуемый с помощью устройства, содержащего воздуходувку, зарядную и измерительную камеры, а также камеру 15 предварительной зарядки аэрозоля, подключенную к источнику постоянного высоковольтного напряжения, что поз" воляет устранить влияние естественной заряженности частиц, 20Наиболее близким к заявленному является устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее воздуходувку, зарядную камеру, подключенную к выходу высоковольтного модулятора, измерительную камеру, с подсоединенными к ней последовательно усилителем, синхронным детектором, управляемым модулятором и индикатором 31 . 30 2При измерении концентрации дисперсной фазы аэрозоля известнымиустройствами, при наличии в атмосферемелкодисперсной пыли и дыма, повышенной влажности воздуха, возникаетдополнительнаяпогрешность измерений,ввиду более высокой чувствительностиустройств к тонкодисперсной пыли,обусловленной тем, что заряд частицаэрозоля с радиусом г 10 м пропорционален ихлинейным размерам, а немассе частиц. Укаэанный недостатокне позволяет производить с требуемойточностью иэмеренйявесовой концентрации пыли в атмосфере горно-рудныхпредприятий, в условиях повышеннойвлажности атмосферы и при наличиидыма, который в значительном количестве образуется при взрывных работах.Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключейиявлияния мелкодисперсной фазы аэрозоля, дыма и повышенной влажностиатмосферы,Поставления цель достигаетсятем, что в устройство введена каме-ра йредварительной зарядки аэрозоля,установленная перед зарядной камеройи подключенная к источнику высоковольтного импульсного напряжения,В качестве источника высокбнольтйого импульсного напряжения используется источник микросекундной длитель. ности, с периодом повторения импульсов, на один-два порядка больше -длительности импульсов.На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит камеру 1 предварительной зарядки аэрозоля 1, генератор 2 высоковольтного импульсного напряжения, зарядную камеру 3, высоковольтный модулятор 4, экранирующие сетки 5, измерительную камеру б. усилитель 7, синхронный детектор 8, индикатор 9 и воздуходувку 10.устройство работает следующим образом.При помощи воздуходувки 10 пылегазойая смесь протягивается через камеру 1 предварительной зарядкиаэрозоля, подсоединенную к вйходу импульсного генератора 2, зарядную камеру 3, подсоединенную к выходу высоковольтного модулятора 4, измерительную камеру б и выбрасывается в атмосФеру.В измерительной камере б потокаэрозоля с переменной объемной плотностью заряда индуктивно наводит на измерительном электроде камеры низкочастотное переменное напряжение, которое усиливается усилителем 7, выпрямляется синхронным детектором 8, управляемым модулятором, и поступает на индикатор 9.Заряды, приобретаемые частицами аэрозоля радиусом г1 мкм в поле коронного разряда, определяются в основном процессом направленного движения ионов к частице под действием внешнего электрического поля (ударное заряжение). С уменьшением размеров частиц" всебольшую роль играют диффузионныепроцессы зарядки (обусловленнйетермическим движением ионов) и длячастиц аэрозоля с г с 10 м процессзарядки можно считать чисто диффузионнымПоскольку велйЧйназаряда мелко дисперсной фазы аэрозоля не зависитот напряженности внешнегоэлектрического поля-, то вкамере предварйтель-,ной зарядки аэрозоляпри примененииимпульсного коронного разряда с малой длительностыа и большой скваж-.ностью импульсов ионизирующего напря жения прбцесс зарядки мелкодисперс- ной фазы"интенсивно протекает какв моменты действияимпульсов ионизи УуЪЙето "напряженйя, таки во времяпаузы между ними.Зарядка крчпныхчгастиц"аэрозоля "интенсивно протекает только во времядействия импульсов ионизирующего нап 3в разрядном промежутке, мелкодисперс ная фазааэрозоля, имеющая после предварительной зарядки заряды,40 Тельные заряды," вызывая этим низко частотнуюмодуляцию заряда потока аэрозоля,При этом" переменная составляЮщаязаряда, индуктивно наведенного на измерительном электроде заряженным 50 потоком аэрозоля; пропорциональназаряду крупных частиц, который ониприобретают в результате процессаударной электризации в зарядной камере, а мелкодисперсная фаза аэрозоля с г10 м:не влияет на точностьизмерения концентрации дисперснойфазы аэрозоля.Предлагаемое устройство для изЮ 65 5 О 20ряжения, а в момент паузы, ввиду отсутствия сильного внешнего электрического поля, заряды, приобретаемыеэтими частицами, незначительны, Поэтому при большой скважности ионизирующих импульсов заряды, преобретаемые крупными частицами эа время,в течение которого мелкодисперснаяфаза приобретает заряды, близкие кпредельным, оказываются фактическиболее чем на порядок ниже максимально возможной величины заряда, которыйони могут прйобрести в поле униполярного коронного разряда при напряжении на коронирующем электроде, равном амплитудному значению импульсного напряжения. Величина длительности и скважности импульсов выбрана из условия обеспечения высокойконцентрации ионов в камере предварительной зарядки аэрозоля, приминимальной величине времени протекания интенсивного процесса ударной электризации.При последующей зарядке аэрозоля в зарядной камере в поле низкочастотного униполярного коронного разряда аналогичной полярности, с ионизируюзим"и подпирающим напряжением на коронирующем электроде,"достаточном для осаждения ионов, образующихся близкие к предельным, в момент действия ионизирующего напряжения практически не приобретает дополнительных зарядов. Поэтому наличие мелкодисперсной Фазы не вызывает низкочастотной модуляции заряда потока аэрозоля и эта фаза не регистрируется- измерительным устройством.Более крупные частицы аэрозоля, для которых преобладающим является процесс ударной электризации, приобретают в зарядной камере дополнимерения концентрации дисперсной Фазы аэрозоля обладает по сравнению с прототипом -рядом преимуществ,так как наличие мелкодисперсной Фазы аэрозбля" не "влияет на точность измерений."Использование предлагаемого устройства для непрерывного измерения747817 еваКоррек Составитель О.АлекТехред А. Щепанская Вигула ловская РедакЗаказ о одписное 164/13Тираж 1019ЦНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 13035, Иоосква, Ж, Раушская наб.,4/ лиал ППП."Патент 1, г, Ужгород,ектная концентрации пыли, взвешенной в воздухе промышленных предприятий, позволит решить часть важной народнохозяйственной задачи по улучшению санитарно-гигиенических условий трударабочих. 5 формула изобретенияУстройство для измеренияконцентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержашее воздухоДувку, зарядную камйру,подключенную к выходу высоковольтного модулятора, измерительную .камеру, с подсоединенными к ней последовательно усилителем, синхронным детектором, управляемым модулятором и индикатором, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исклю ениявлияния мелкодисперсной фазы аэрозоля, в устройство введена камерапредварительной зарядки аэрозоля,установленная перед зарядной камеройи подключенная к источнику высоко вольтного импульсного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9521502, кл. С 01 й 15/00, 16.07.74.2. Авторское свидетельство СССР9575547, кл. С 01 й 15/00, 11.05.76,3, Авторское свидетельство СССР9479994, кл. С 01 й 15/00, 23.07.73