Устройство для измерения массовой концентрации аэрозоля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 8551 5 00 046 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ йф;ф 9 1" ЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ МАССО 5 авиаци нени асши о загряз измерения аэрозольно воздуха. Цель изобре ние функциональных в ройства за счет обес ления поверхностной йм ениязможнос и стния опре о нцентраастиц.нтрацииутечки и пыл еличиопредеоверхност остной ко удельно ну пове ССС19 ют по величине то Ф ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский институного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕР ВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ 57) Изобретение относится к техник12885льтрующего элемента (ФЭ) 1 на измерительный электрод 14, установленный на изоляторе 13 и прижимаемый к ФЭ 1 штоком 11 поршня 10, размещенного в патрубке 7 воздухозаборного канала, за счет разрежения, создаваемого узлом 17 прокачки газа, Ток утечкис ФЭ 1 обусловлен оседающими на нем аэрозольными частицами (АЧ), приобретающими заряд между потенциальным электродом 9, установленным на изоляторе 8, и заземленным электродом (патрубком 6), на которые подается высокое напряжение с источника 20.Для определения массовой концентрации ФЭ 1,. установленный в каретке 2, механизмом 3 перемещения устанавливают в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения до и после отбора пробы. Величинасигнала от чистого ФЭ 1 с детектора5 запоминается на время отбора пробыв блоке 18 определения массовой концентрации и по окоячании отбора пробы вычитается из сигнала от ФЭ сосадком АЧ. Величину радиуса Саутераопределяют в блоке 15 интегрированиемза время отбора пробы текущего значения сигнала с измерительного электрода 14 и делением результата на значение сигнала с выхода блока 18 ссоответствующим коэффициентом пропорциональности. Последовательность выполнения операции задается блоком 19управления (программным устройством),а возврат поршня 10 в исходное состояние по окончании отбора пробы - пружиной 12. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.1Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров аэрозоля и может быть использовано при контроле окружающей среды и технологичес ких процессов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения определения поверхностной концентрации и удельной поверх О ности частиц аэрозоля.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит фильтрующий элемент 1, установленный в каретке 2, связанной с механизмом 3 перемещения, источник 4 и детектор 5 радиоактивного излучения, установленные вне воздухозаборного канала, образованного патрубками 6 и 7. При этом источник 4 и детектор 5, а также патрубки 6 и 7 установлены с зазором для размещения каретки 2 и размещены симметрично и ортогонально к плоскости перемещения каретки 2. В патрубке 6 на изоляторе 8 перед фильтрующим элементом установлен электрод 9 для создания коронного разряда, В качестве второго (заземленного) электрода служит сам патрубок 6, выполненный из проводящего гматериала. В патрубке 7, связанном с атмосферой, расположен поршень 10 с пустотелым штоком 11. К поршню 10 прикреплен один конец возвратной пружины 12, второй конец которой жестко зафиксирован, На торце пустотелого штока 11 на изоляторе 13 ус- тановлен сетчатый измерительный электрод 14, электрически связанный с первым входом блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц.На боковой поверхности штока 11 имеется отверстие 16, через патрубок 7 связанное с узлом 17 прокачки газа. Детектор 5 радиоактивного излучения электрически соединен с первым входом блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля, подключенного выходом к второму входу блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности. Блок 19 управления подключен управляющими выходами к управляющим входам блока 17 прокачки газа, механизма 3 перемещения каретки, блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля и блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности. К электроду 9 для создания коронного разряда подключен источник 20 высокого нап 1288ряжения, второй вывод которого заземлен и подключен к латрубку 6.Устройство работает следующим образом.По сигналу с блока 19 управления механизм 3 перемещения устанавливает каретку 2 с фильтрующим элементом 1 в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения. Величина потока радиоактивного излуче ния, прошедшего через чистый фильтрующий элемент 1, преобразуется детектором 5 в электрический сигнал, который поступает на вход блока 18 определения массовой концентрации 15 аэрозоля. По сигналу с блока 19 управления, поступающему на управляющий вход блока 18, значение электрического сигнала, соответствующее плотности чистого фильтрующего эле мента 1, запоминается схемой выборки и хранения, входящей в состав блока 18. Далее по сигналу блока 19 управления механизм 3 перемещения устанавливает каретку 2 с фильтрующим элементом 1 в зазор между патрубками 6 и 7. Сигналом с блока 19 управления включается узел 17 прокачки газа, создающий разрежение в воздухозаборном канале. Аэрозольные части цы за счет этого разрежения затягиваются в воздухозаборный канал, пролетают в зоне между электродами 9 и 6 для создания коронного разряда, на которые с источника 20 подано 35 высокое напряжение, и приобретают электрический заряд, пропорциональный их поверхности, Затеи аэрозольные частицы осаждаются на фильтрующем элементе 1 и передают ему свой заряд, 40 При включении узла 17 прокачкигаза в патрубке 7 за фильтрующимэлементом 1 создается разрежение,вследствие чего под действием атмосферного давления поршень 10, установленный в сообщающемся с атмосферой патрубке 7, приходит в движениепо направлению к фильтрующему элементу 1 и прижимает к нему сетчатый 50измерительный электрод 14, установленный на изоляторе 13 на торце пустотелого штока 11 поршня 10. Приэтом поток газа, протягиваемый черезфильтрующий элемент 1, проходит через сетчатый измерительный электрод14, пустотелый шток 11, отверстие 16в штоке 11 и далее по патрубку 7 вузел 17 прокачки газа,551 4Заряд с фильтрующего элемента обусловленный осаждающимися на нем аэрозольными частицами, стекает на измерительный электрод 14, прижатый к его поверхности, и поступает на первый вход блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности, где усиливается усилителем и подается на вход интегратора, на вход сброса которого с блока 19 управления одновременно с сигналом включения узла 17 прокачки газа поступает сигнал, разрешающий интегрирование, Сигнал на выходе усилителя 21 представляет собой текущее значение поверхностной концентрации аэрозоля.По окончании отбора заданного объема аэрозоля по сигналу с блока 19 управления узел 17 прокачки газа выключается. При этом давление в патрубке 7 выравнивается с атмосферным и поршень 10 под действием возвратной пружины 12 возвращается в исходное положение, отводя от фильтрующего элемента 1 измерительный электрод 14. Далее по сигналу с блока 19 управления механизм 3 перемещения каретки 2 устанавливает ее вместе с фильтрующим элементом 1 в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения. Величина потока радиоактивного излучения, прошедшего через фильтрующий элемент 1 со слоем осадка аэрозольных частиц, преобразуется детектором 5 радиоактивного излучения в электрический сигнал, который поступает на вход блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля, где сравнивается с калибровочным значением для чистого фильтрующего элемента, Результирующий разностный сигнал, пропорциональный плотности осадка аэрозольных частиц; соответствует среднему за время отбора пробы значению массовой концентрации аэрозоля. Сигнал с выхода блока 18 подается на второй вход блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности, где он преобразуется по соответствующему алгоритму в величины, соответствующие сред-. ним значениям поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц аэрозоля.Формула изобретения41. Устройство для измерения массовой концентрации аэрозоля, содер1288551 ки, установленные симметрично и ортогонально к плоскости перемещениякаретки с зазором для ее размещенияисточник и детектор радиоактивногоизлучения, установленные вне воздухозаборного канала с зазором для Составитель Д,ГромовТехРед И.Верес Корректор Е.Рошко Редактор А.Шишкина Заказ 7799/40 Тираж 799 ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 жащее фильтрующий элемент, установленный в каретке, соединенной с механизмом перемещения каретки, размещенные в пробоотборном канале, содержащем входной и выходной патрубразмещения каретки симметрично и ортоГонально плоскости ее перемещения,узел прокачки газа, блок определениямассовой концентрации аэрозоля, входкоторого соединен с выходом детектора радиоактивного излучения, и блокуправления, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам блока определения массовой концентрации аэрозоля, узла прокачкигаза и механизма перемещения каретки, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счетобеспечения определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц аэрозоля, оно дополнительно содержит коронирующий электрод, подключенный к источнику высокого напряжения и установленный вавходном патрубке перец фильтрующимэлементом, измерительный электрод,выполненный с возможностью контактирования с поверхностью фильтрующего элемента, противоположной плоскости осаждения частиц аэрозоля, причемизмерительный электрод подключен к10 первому входу блока определения поверхностной концентрации и удельнойповерхности частиц, второй вход которого соединен с выходом блока определения массовой концентрации час 15 тиц, а управляющий вход подключенк дополнительному управляющему выходу блока управления,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выходной20 патрубок сообщен с атмосферой, измерительный электрод установлен наизолированном торце пустотелого штока поршня, установленного в выходномпатрубке и снабженного возвратной25пружиной, а выходной патрубок соединен с узлом прокачки воздуха черездополнительный канал, выполненныйв выходном патрубке, и отверстие впустотелом штоке поршня.