Способ измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву гг 409126 (22) Заявлено 010278 (21) 2575806/18-25 с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 150780,Бюллетень Ио 26 1,51) М, Р(Л.2 С 01 И 15/00 С 01 й 27/62 Государственный коглнтет СССР по делагл изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150780(71) Заявитель Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад, С.П.Королева(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОИ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯИзобретение 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 1, 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 злектродвижущей силы, наведенной на электродах, судят об объемной концентрации дисперсной фазы 2 О 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- ЗО 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 20 60 О, при 1 с,;Ф-ф)1 % прп 16+фЦ1 ооМ, при Нд(с,а )= б 5 При таком режиме приложения поперечного электрического поля в измерении одновременно участвуют практически все частицы аэрозоля независимо от их распределения по сечению потока, что повышает точностьизмерения объемной концентрациидисперсной фазы аэрозоля,На чертеже изображена блок-схемаустройства, реализующего предлагаемый способ.В состав устройства входят зарядная камера 1, воздушный конденсатордля создания импульсного поперечногоэлектрического поля, содержащий высоковольтный электрод 2, измерительный электрод 3 и охранные электроды4, воздуходувка 5, источник б импульсного напряжения, синхронизатор7, усилитель 8 тока, фильтр 9 нижнихчастот и индикатор 10.При прохождении потока аэрозолячерез зарядную камеру 1 частицы аэрозоля приобретают заряды, пропорциональные квадратам их радиусов9(а) = С 1 ссгде С, - постоянная,а - радиус частицы,Поток аэрозоля 11, содержащийуниполярно заряженные частицы, спомощью воздуходувки 5 прокачиваются через воздушный конденсатор соскоростью И.На высоковольтный электрод 2 отисточника б подаются прямоугольныеимпульсы напряжения длительностьюи периодом следования Т Ъ /Я, где- длина воздушного конденсатора.Вследствие этого между электродамиконденсатора возникает импульсноеэлектрическое поле, поперечное к направлению движения потока аэрозоля,под действием которого каждая частица приобретает скорость, "поперечнуюскорости движения потока и равную): ф - ,С и,.где Е - напряженность поперечногоэлектрического поля в конденсаторе,. - вязкость воздуха,С - постоянная.При этом через входную цепь усилителя 8 тока, соединенного с измерительным электродом 3, протекаетнаведенный ток ) (с), обусловленныйдвижением заряженных частиц аэрозолясо скоростями У ( М: р)ах 8(й,а)п-Я) )а)Ча)Прп) рп )дп,где 5 - площадь измерительного электрода 3; 01врадиус наименьшей частицы в потоке; о - радиус наибольшей частицы в потоке;- счетная концентрация частицаэрозоля;Р(с - функция распределения частиц по размерам;КС,а)- процент осаждения под действием поля на электродахчастиц радиусом а к моментувремени с с начала подачиимпульсного поперечногоэлектрического поля.В пределах длительности импульсапоперечного электрического поля, выбранной из условия(всп) додгде д- допустимый процент осаждения на электродах частицс радиусом ц, имеющих наибольшую подвижность, указанный ток практическипостоянен и пропорционаленобъемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля: бе,сВфта)3 п )рП р и Ра)а, прп ОИ 25сппнезависимо от дисперсного составачастиц и их распределения в пространстве между электродами воздушногоконденсатора.Синхронизатор 7 стробирует усили тель 8 в интеРвале вРемени 0 ( с (Рсрустраняя тем самым влияние наводкиот переднего и заднего фронта импульса напряжения от источника б.Усиленные импульсы тока с выхода 35 усилителя 8 поступают на фильтр 9нижних частот, выделяющий постоянную,составляющую сигнала, которая регистрируьтся индикатором 10. Охранныеэлектроды 4 устраняют искажение элект рического поля на краях электрода 3.ВиД зависимости СР(С,ара) в кажДомконкретном случае реализации предложенного способа определяется тремяфакторами: конструкцией воздушногоконденсатора и конфигурацией потокааэрозоля в нем, распределением частиц с наибольшей подвижностью посечению потока и напряженностью поперечного электрического поля. 50Например, для плоского воздушногоконденсатора с расстоянием междуобкладками Н и потоком аэрозоля,движущимся симметрично между обклад, ками в виде плоского слоя толщиной6 ( Н (см, чертеж), с равномернымраспределением частиц по сечению потока и напряженностью импульсногопоперечного поля Е зависимость748192 ЦНИИПИ Заказ 4224/29 . Тираж 1019 одписно Проектная,где Ф . в . 2 - интервал времени сН-ЬОх момента приложения поля до начала осаждениячастиц с радиусома, обладающих наибольшей подвижностью, 51 : - продолжительность пол%па ного осаждения иэ потока частиц с радиусом цпри воздействии йа них постоянного электрическогополя той же напряженности,скорость движения частиц с радиусом О,щпод действием поперечного электрическогополя.Длительность импульса поперечногоэлектрического поля для обеспеченияминимального допустимого процента 20осаждения частиц с радиусом а,щ,определяемая из уравнения(Рпкюк ) доя,Филиал ППП Патентф, г. Ужгор при этом составитдоя од100 Формула изобретенияСпособ измерения обьемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля по авт,св. 9409126, о т л и ч а ю щ и йс я тем, 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9409126, кл. О 01 й 15/02, 1974 (прототип).