Способ измерения концентрации аэро-золя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетснииСоцмапистичесиииРесттублнкц 840706Опубликовано 23. 06,81Бюллетень У 23 оо делам изобретеиий и открытий. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 23,06. 81 Д. Л. Зеликсон(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ Изобретение относится к методам исследования физических и химических свойств веществ, конкретно к способам определения концентрации дисперсной фазы в двухфазных потоках, и может быть использовано для конт 5 роля запыленности промышленных выбросов в области охраны окружающей средыИзвестен способ измерения конценттв рации аэрозоля, включающий предварительную зарядку частиц коронным разрядом и последующую регистрацию тока, перенесенного частицами 1.Ток или заряд частиц измеряют15 с помощью электростатического электрода, потенциал которого определяется наведенным частицами индукционным зарядом.Способ обладает малой чувстви 20 тельностью и применим в узком диапазоне концентраций, в основном, для измерений в обитаемых помещениях и атмосферном воздухе. Известен способ измерения больших концентраций аэрозоля, включающий регистрацию изменений тока коронного разряда, экранированного первоначально незаряженными частицами, движущимися в потоке аэрозоля с известной скоростью21, В данном методе скорость потока настолько мала, что частицы в поле разряда приобретают предельный заряд, поэтому разность токов при наличии частиц и без них определяется концентрацией частиц независимо от скорости. При повышении скорости, когда время проле" . та частиц области разряда,е=6/ч (1)где Й - размер, этой области вдольпотока в метрах;ч - скорость частиц, становитсяпорядка 0,1 с и меньше, частицыприобретают заряд 903 от предельногои меньше 1,11. В таком случае, дляопределения концентрации необходимоввести соответствующую поправку визмеряемый ток, зависящую от скорости потойа.Известный способ осуществляютустройством, содержащим электродыкоронного разряда, установленныев насадке, соединенным трубопроводным трактом с побудителем тягиОднако способ обладает погрешностью измерения, обусловленнойслучайными пульсациями начального(нулевого 1 тока в обеспыленном газе. Причины этих пульсаций многочисленны, к ним относятся флуктуации химических и физических парамет.ров дисперсионной среды ( газа), атакже абразивный и коррозионный износповерхности коронирующего электрода.Указанная погрешность снижает точность измерения. Для устранения этойпогрешности необходимо производитьпериодическую поверку нулевого тока. Известный способ используюттолько для индикации пыли, а неизмерения, причем в первоначальнообеспыпенном воздухе, поэтому значение нулевого тока известно, Впромышленных газоходах отсутствуетвозможность создания обеспыленногогаза того же химического составаи физического состояния, поэтому срасширением области применения известного способа недопустимо снижается точность измерения,Цель изобретения - повышение точности путем периодической поверки нулевого тока.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе измерения концентрации аэрозоля, включающем регистрацию изменений тока коронногоразряда, экранированного первоначально незаряженными частицами,движущимися в потоке аэрозоля со скоростью, обеспечивающей зарядку частиц, в момент поверки нулевого токаповышают скорость потока до величины,исключающей зарядку частиц в потокеаэрозоля и регистрируют разностьтоков, измеренных при двух скоростяхпотока,Способ может быть осущестлен устройством, содержащим электроды коронного разряда, установленные в насадке, соединенном трубопроводным трактом с побудителем тяги, в котором в тракт врезана проточная камера заданного объема с двумя па 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рами параллельно соединенных коммутаторов дросселей, из которых перваяпара дросселей, различающаяся диаметром отверстий, расположена на входе в камеру, а вторая пара идентичных дросселей - на выходе из камеры,причем одновременно коммутированы на входе и выходе по одному дросселю различного диаметра.На чертеже схематично изображено устройство для осуществления способа.В пыпезаборном насадке 1 расположены осадительный 2 и коронирующий 3 электроды, соединенные соответствующими кабелями с источником 4 высокого напряжения постоянного тока и регистратором 5 изменений тока коронного разряда, Насадок 1 пневматически соединен трубопроводным трактом 6 с проточной камерой 7 и побудителем тяги, например эжектором 8. На входе и выходе камеры 7 установлены две пары параллельно соединенных к камере 7 дросселей 9 и 1 О, причем дроссели 9 имеют большее проходное отверстие, чем дроссели 1 О. Дроссели 9 и О соединены с трактом 6 ком мутатором 11, снабженным механическим приводом 12 периодического действия.В процессе измерения насадка 1 благодаря диффузорности заборного отверстия обеспечивается изокинетический отбор исследуемого аэрозоля с помощью эжектора 8 при включенных источнике 4 высокого напряжения и регистраторе 5. В поле коронного разряда между электродами 2 и 3 частицы приобретают электрический заряд, снижая. напряженность поля и регистрируемый ток пропорционально своей концентрации, а точнее суммарной поверхности частиц, находящихся в единице объема газа при известной скорости потока. На это время привод 12 устанавливает коммутатор 11 в по - ложении, изображенное на чертеже, где ко входу камеры 7 соединен дроссель 10 с меньшим отверстием, а к выходу - дроссель 9 с большим отверстием. Значительное сопротивление входного дросселя обеспечивает в камере 7 наибольшее разряжение, соответствующее возможностям эжектора 8,Привод 12 периодически переключает коммутатор 11 в положение, когда ко входу камеры 7 соединен дроссель 9, а к выходу - дроссель 1 О. Малое840706 сопротивление дросселя 9 на входе приводит к быстрому заполнению камеры 7 аэрозолем и заданному повышению скорости потока в области коронного разряда. Измеряемый ток корон ного разряда при повышенной скорости соответствует нулевому значению,имеющему место в обеспыпенном газе благодаря тому, что частицы не успели приобрести заряд, 1 ОТаким образом, искомая концентрация пропорциональна разности токов при двух значениях скорости, т.е. переменной составляющей.Длительность поверки определяется 15 постоянной времени натекания в камеру 7, зависящей от объема этой камеры и гидравлического сопротивления дросселя 9 при достаточно большом сопротивлении дросселя 10. 20Погрешность определения нулевого тока можно оценить в зависимости Способ измерения концентрации аэрозоля, включающий регистрацию изменений тока коронного разряда, экранированного первоначально незаряженными частицами, движущимися в потокеаэрозоля со скоростью, обеспечивающей зарядку частиц, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности путем периодической поверкинулевого тока, в момент поверки по- .вышают скорость потока до величины,исключающей зарядку частиц в потокеаэрозоля и регистрируют разностьтоков, измеренных при двух скоростяхпотока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Верещагин И. П., Левитов В, И,Мирзабекян Г. 3., Пашин М. М. Основыэлектрогазодинамики дисперсных систем,М , "Энергия", 1974, с. 167.2. Патент США У 3932851,кл.08 В 17/10, 1974 (прототип),25 30,от скорости потока, рассматриваякинетику зарядки частиц в поле коронного разряда где ц - заряд, приобретаемый частицей аэрозоля;- предельный заряд частицыЩпри заданной напряженностиэлектрического поля и неограниченном времени зарядки; 350 01 с - постоянная вре 1мени зарядки для воздуха принормальных условиях,При известной скорости по формуле(1) можно определить время зарядки, 40затем по формуле (2) - заряд частицы,а по рассчитанному заряду и регистрируемому току короны находят концентрацию частиц,6Если повысить скорость потока до У ) 10м/с, то время зарядки частиц станет й С 10 . Из формулы ( 2 ) можно вычислить, что заряд частицы при этом составляет менее 17 от предельного, что и обуславливает погрешность определения нулевого тока.В разработанном макете устройства электрод 2 имеет диаметр 0,0 м и длину вдоль потока, обозначенную на чертеже, 0,01 м, которая и определяет размер области разряда, Скорость потока в момент поверки составляет 100 м/с. При объеме камеры 7-10 л длительность поверки несколько более 0,002 с. Формула изобретения-35, Раушская наб.,Подписное ета СССР открытий д . 4/5 .