Устройство для измерения массы дисперсной фазы аэрозоля

. таллффн, ть,"(г 3 фиъ е; т О П ИЗО Союз СоветскихоцидлнстнческихРеспубликЖГс 931 РЕТЕН ЬСТВУ К АВТОРСКОМУ СВИ 61 Дополнительное к авт. свид-ву -Заявлено 080877(21) 2516095/18-2присоедннением заявки осударствеиицй ком ит СССР по делам изобретеиий и открытий3) Приоритет Опубликов Дата опубл(72) Автор изобретен Г. Напалков аяви Челяби институт механизации и электрификации сельско хозяйства ехникеозольныхт быть тение отн ения парав части ано для и ) концент и различи ль. Обля о Изобре для измер систем, и использо (объемной медицине сится к етров а сти, мо мерения ации аэх облас весовоозоляях тех по- за 20 25 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ Известно устройство для непрерывного измерения запыленности газов, содержащее измерительную схему и га зоход, снабженный электродами, образующими зарядную камеру короноразрядного типа и индукционный измерительный преобразователь 1.При неизвестном размере измеряемых 15 частиц это устройство не может измерять их массу (объем), так как величина заряда, получаемого частицами в зарядной камере, пропорциональна их поверхности, а не массе (объему).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения объемной концентрации пыли, содержащее измеритель ную схему и газоход, снабженный электродами; образующими по ходу потока зарядную камеру короноразрядного типа, первый индукционный измерительный преобразователь, конденсатор отклоняющего устройства, второй измеритель - 30 МАССЫ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ АЭРОЗОЛ ный преобразовате а измерительных преобразовате динаковы по конструкции и выполнены в виде конденсаторов, у которых один иэ электродовзаземлен, а другой подключен к зарядо чувствительному усилителю. Область чувствительности измерительного преобразователя заключена между его элек тродами и в поперечном сечении газо- хода перекрывает только часть межэлек тродной области конденсатора отклоняющего устройства, где на заряженные частицы действует постоянное электрическое поле, направленное перпендикулярно потоку. Это поле вызывает перечное перемещение (отклонение) ряженных частиц между электродами кон денсатора отклоняющего устройства, Сигнал пердого измерительного преобразователя определяет заряд отклоняемых частиц, а разность сигналов измерительных преобразователей - величину их отклонения (2 .Однако .это устройство имеет ряц недостатков.Чувствительность его измерительных преобразователей к поперечному перемещению заряженных частиц состоит в возможности регистрации факта перехода частицы из области чувствительности в область нечувствительности, нодля единичной частицы регистрацияэтого факта еще не характеризует величину самого перемещения. Толькоразница в сумме зарядов частиц, проходящйх через области чувствительности измерительных преобразователей,определяет некоторую среднюю для всехпроходящих частиц величину отклонения.По этой причине данное устройство непригодно для измерения массы (объема)отдельных частиц и имеет низкую точность при измерении аэрозолей с малойсчетной концентрацией.Величина отклонения частиц будетзависеть от отношения их заряда кмассе (объему), но для измеряемыхчастиц эти характеристики неизвестныПоэтому для одних частиц отклонениеможет оказаться слишком большим и всеони попадут в область нечувствительности второго измерительного преобразователя, а для других - слишкоммалым для четкого попадания в указанную область. В этих случаях разностьсигналов измерительных преобразователей уже не характеризует величину 25отклонения и измерение также теряетсвою точность. Кроме того, заряженные частицы, попадающие в конденсатор отклоняющего устройства через область нечувствительности первого измерительного преобразователя, в процессе измерения не участвуют, хотяна зарядку и отклонение этих частицтакже расходуется энергия источниковпитания отклоняющего поля и коронного разряда,Целью изобретения является повышение точности измерений при одновременном уменьшении расхода энергии назарядку и отклонение частиц аэрозоля. 40Для достижения этой цели в устройстве, содержащем измерительную схемуи газоход, снабженный электродами,образующими по ходу потока зарядную" камеру короноразрядного типа, конденсатор отклоняющего устройства и индукционный измерительный преобразователь,выполненный в виде конденсатора, конфигурация, размеры и расположениеэлектродов конденсатора измерительного преобразователя в поперечном се "ченйи-"газохода выполнены идентичнымиконфигурации, размерам и расположению электродов конденсатора отклоняющего устройства, а каждый из двухэлектродов измерительного преобразователя соединен со своим зарядочувствительным усилителем, выходы которыхсоедийены со входами суммирующего устройства и устройства сравнения амплитуд сигналов. 60Для создания у измерительного преобразователя характеристики, линейной отнОсительно поперечного перемещения частиц, измерительный преобразователь и конденсатор отклоняющего 651 устройства могут быть выполнены в виде параллельных между собой плоских конденсаторов.Для устранения погрешности измерения, вызванной действием на частицы силы тяжести или построенного электрического поля, измерительный преобразователь и конденсатор отклоняюще- го устройства могут быть выполнены в виде соосных между собой коаксиальноцилиндрических конденсаторов.Оба электрода измерительного преобразователя подключены к измерительной схеме, а область его чувствительности перекрывает всю область оъклонения частиц в конденсаторе отклоняющего устройства.На чертеже дана схема устройства для чзмерения массы дисперсной фазы аэрозоляВыполненный из изоляционного материала газоход 1, форма и габариты сечения которого зависят от выбранной конструкции конденсаторов отклоняющего устройства и измерительного преобразователя, снабжен установленными последовательно по ходу потока зарядной камерой, состоящей из электродов 2, 3, конденсатором отклоняющего устройства, состоящим из электродов 4, 5 и измерительным преобразователем, состоящим из электродов б, 7. Конденсаторы отклоняющего устройства и измерительного преобразователя выполнены, например, в виде плоских конденсаторов, пластины которых параллельны между собой и размещены на стенках газохода прямоугольного сечения.Электроды измерительного преобразователя соединены зарядочувствительными усилителями 8 и 9, выходы. которых соединены со входами суммирующего устройства 10 и устройства сравнения амплитуд сигналов 11, которое может быть реализовано как устройство вычитания. К электродам 2, 3 подключен источник питания для создания коронного разряда, а к электродам 4, 5 источник питания отклоняющего пОля (на чертеже не показаны). При работе устройства на электроды 2, 3 подается высоковольтное импульсное униполярное напряжение источника питания коронного разряда П, а на электроды 4, 5 - высоковольтное постоянное напряжение источника отклоняющего поля Б . Часть потока частиц, попавшая в межэлектродную область зарядной камеры, заряжается под действием коронного разряда и образует поток заряженных частиц 12. Этот поток далее попадает в межэлектродную об-ласть конденсатора отклоняющего устройства, где под действием отклоняющего поля траектория движения заряженных частиц отклоняется от прямолинейной. В результате этого заряженныечастицы, попадающие вместе с потоком в межэлектродную область измерительного преобразователя оказываются смеценными к одному из его электродов относительно случая, когда отклоняющее поле на заряженные частицы не дей 5 ствует (режим установки нуля) . Величина этого отклонения характеризуется сигналом с выхода устройства сравнения амплитуд сигналов 11, на вход которого поступают сигналы с электродов о измерительного преобразователя, предварительно усиленные усилителями 8 и 9; Сигнал с выхода зарядочувствительнЬх усилителей подается также на вход суммирующего устройства 10, выходной сигнал которого характеризует величину отклоняемого заряда. Значение массы (объема А) заряженных частиц определяется по известной зависимости (закону Стокса и второму закону Ньютона), связывающей ее с величиной по перечного перемещения заряженных частиц и силой, вызывающей это перемещение. Последняя определяется через измеряемую величину отклоняемого заряда и величину напряженности откло няющего поля, заданную геометрией отклоняющих электродов и поданным на них напряжением.Использование данной конструкции измерительного преобразователя вместе 30 с измерительной схемой существенно улучшает характеристики известного устройства. Повышается точность измерения для аэрозолей с малой счетной концентрацией и аэрозолей с широким 35 диапазоном изменения дисперсности частиц. Это позволяет расширить область применения данного устройства, Уменьшение расхода энергии источников питания коронного разряда и отклоняюще О го поля делает устройство более экономичным, а устранение второго измерительного преобразователя позволяет уменьшить его габариты.Формула изобретения1. Устройство для измерения массы 45 дисперсной фазы аэрозоля, содержащее измерительную схему и газоход, снабженный электродами, образующими по ходу потока зарядную камеру короноразрядного типа, конденсатор отклоняющего устройства и индукционный измерительный преобразователь, выполненный в виде конденсатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном уменьшении расхода энергии на зарядку и отклонение частиц аэрозоля, конфигурация, размеры и расположение электродов конденсатора измерительного преобразователя в поперечном сечении газохода выполнены идентичными конфигурации, размерам и расположению электродов конденсатора отклоняющего устройства, а каждый из двух электродов измерительного преобразователя соединен со своим зарядочувствительным усилителем, выходы которых соединены со входамн суммирующего устройства и устройства сравнения амплитуд сигналов.2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что измерительный преобразователь и конденсатор отклоняющего устройства выполнены в виде плоских конденсаторов3, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, измерительный преобразователь и конденсатор отклоняющего устройства выполнены в виде коаксиально-цилиндрических конденсаторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 523333, кл. С 01 И 15/00, 1975.2. Попов Б. И. и др. Измерение объемной концентрации пыли. Труды Ленинградского ин-та авиационного приборостроения, вып. 103, Методы, приборы и системы контроля производственной Фреды, Ленинград, ЛЭТИ, 1976, с. 50.Составитель Е. Маллерва Техред З.Фанта Корректор В. Синицк ктор аказ 6064/ ираж 10 г. Ужгород, у Пат оектна л ЦНИИПИ Государственно по делам изобретен113035, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССи открытийая наб. д. 4