Устройство для измерения концентрации аэрозолей

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 983517(22) Заявлено 090781 (21) 3315217/18-25с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Опубликовано 231282 Бюллетень Мо 47Дата опубликования описания 231282 ЩМ.Кл. С 01 М 15/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИАЭРОЗОЛЕЙ 20 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургической, энергетической, химико-технологической отраслях промшпенности.Известно устройство для измеренияконцентрации твердых. частиц в газоходах, содержащее отводную трубку, внутри которой имеется зонд, соединенныйс прибором, измеряющим концентрациючастиц. В отводной трубке осуществлено движение газового потока с постоянной скоростью 11.Недостатком устройства являетсяснижение достоверности измерения эа.счет принудительного изменения скорости газового потока,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для измеренияобъемной концентрации дисперснойфазы аэрозоля, содержащее установленные в газоходе последовательно попотоку аэрозоля зарядную камеру,включающую внутренний,.соединенныйс высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклоняющие электроды, один из которых подключен кисточнику постоянного напряжения,а другой - к шине нулевого потенциала, и индукционную измерительную камеру, подключенную к преобразователю. Устройство позволяет измерятьобъемную концентрацию дисперснойфазы аэрозоля.При известной плотностичастиц можно получить значение массовой концентрации дисперсной фазыаэрозоля2.Недостатком устройства являетсяневозможность определения текущегои суммарного значения массы аэрозолей вследствие того, что в них учитывается информация об изменениискорости потока аэрозоля.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет измерения массыаэрозольных выбросов,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем установленные в газоходе последовательнопо потоку аэрозоля зарядную камеру,включающую внутренний, соединенныйс высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклоняющие электроды, один из которых подключен кисточнику постоянного напряжения,а другой - к шине нулевого потенциала, и индукционную измерительнуокамеру, подключенную к преобразователю, наружный электрод заряднойкамеры выполнен в виде двух секций,разделенных изолятором, и в устройство введены два блока усиления, блокделения, блок сравнения, блок вычисления массы аэрозолей и задатчикотношения коронных токов, подключенный к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключенк выходу блока деления, соединенного через блоки усиления с секцияминаружного электрода зарядной камеры, 10выход блока сравнения подключен квходу высоковольтного модулятора ик первому входу блока вычислениямассы аэрозолей, второй вход которого,подключен к выходу преобразователя. 15Измерение объемной концентрациидисперсной фазы потока аэрозоля принепрерывном измерении скорости потока путем определения перераспределения коронного тока между секцияминаружного электрода зарядной камеры,достигаемое предложенной конструкцией зарядной камеры и введением вустройство новых блоков, позволяетопределить текущее и суммарное значение массы аэрозолей.На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 кривая зависимости изменения скоростипотока аэрозоля Ч во времени и соответствующая ей кривая изменения выходного напряжения высоковольтногомодулятора О.Устройство для измерения концентрации аэрозолей содержит установленные в газоходе 1 последовательно попотоку аэрозоля зарядную камеру,включающую внутренний электрод 2,выполненный в виде иглы, и наружныйэлектрод 3, выполненный в виде двухсекций, разделенных изолятором 4,отклоняющие электроды 5 и б и индук=ционную.измерительную камеру, содержащую электроды 7 и 8.Кроме того, устройство содержитвысоковольтный модулятор 9, источник 10 постоянного напряжения, преобразователь 11, блоки 12 и 13 усиления, блок 14 деления, блок 15 сравнения, задатчик 1 б отношения коронных токов и блок 17 вычисления массы аэрозолей.Для определения текущего значенимассы аэрозолей блок 17 вычислениямассы аэрозолей выполнен в виде умножителя. При необходимости определения также и значения суммарноймассы аэрозолей в течение необходимого интервала времени в блок 17вычисления массы аэрозолей вводятдополнительно интегратор. 60Устройство работает следующим образом.С высоковольтного модулятора 9на внутренний. электрод 2 заряднойкамеры лодакуг импульсный унйполяр ный сигналфиг. 2) и между внутренним электродом 2 и наружным. электродом 3 зарядной камеры возникаеткоронный разряд, ионизирующий межэлектродный промежуток. Из поступающего в газоход 1 потока аэрозоля взарядной камере формируются пачкизаряженных частиц, которые далеепроходят между отклоняющими электродами 5 и б в индукционную измерительную камеру. В зарядной камере аэрозольные частицы приобретают заряд,пропорциональный квадрату их радиуса. В электростатическом поле отклоняющих электродов 5 и б происходитсмещение частиц на величину, пропорциональную их радиусу. В результатечасть аэрозольных частиц, попавшихв пространство между электродами7 и 8 измерительной камеры, наводитна электрод 8 заряд, величина которого прямо пропорциональна объемнойконцентрации измеряемого потока аэрозоля. Полученный сигнал подается напреобразователь 11, прокалиброванныйс учетом известного значения плотности аэрозольных частиц. С выходаусилителя 11 сигнал, пропорциональный массовой концентрации аэрозоля,поступает на вход блока 17 вычисления массы аэрозолей. Коронные токи,снимаемые с секций наружного электрода 3 зарядной камеры, усиливаютсяблоками 12 и 13 усиления и далеевычисляется их отношение в блоке 14деления, что обеспечивает независимость процесса измерения от параметров среды температуры, влажности,концентрации аэрозоля и т.д.) . С блока 14 деления сигнал подается на.вход блока. 15 сравнения, на другойвход которого от задатчика 1 б отношения коронных токов подается опорный сигнал, соответствующий заданной скорости потока аэрозоля. Поскольку при изменении скорости потока аэрозоля происходит перераспределениетока короны между секциями заряднойкамеры из-за наличия сноса ионов,увлекаемых потоком воздуха, с выхода блока 15 сравнения снимается разностный сигнал, пропорциональныйтекущей скорости потока аэрозоля,который поступает на другой входблока 17 вычисления массы аэрозолей,где умножается сигнал, пропорциональный массовой концентрации аэрозоля,и на вход высоковольтного модулято"ра 9. В модуляторе по входному сигналу регулируется уровень постояннойсоставляющей выходного напряжения Ч,для корректировки величины сносаионов при изменении скорости потокафиг. 2), что обеспечивает расширение динамического диапазона измерения скорости потока аэрбзоля. В бло-.ке 17 формируется сигнал, пропорци-.,ональный текущему значению массы аэрозольных выбросов, а при его дополнительном интегрировании пропорциональный суммарному значению массы аэрозолей в течение необходимого интервала времени.Таким образом, предлагаемое устройство для измерения концентрации аэрозольных выбросов може., быть использовано для экспресс-контроля за текущим и суммарным значениями массы аэрозолей в газоходах промышленных предприятий.формула изобретенияУстройство для измерения концентрации аэрозолей, содержащее установленные в газоходе последовательно по потоку аэрозоля зарядную камеру, включающую внутренний, соединенный с высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклоняющие элект- родьИ один из которых подключен к источнику постоянного напряжения, адругой - кшине нулевого потенциала, индукционную измерительную камеру,йодключенную к преобразователю, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,с цельюрасширения функциональных возможностейустройства за счет измерения массыаэрозолей, наружный электрод заряднойкамеры выполнен в виде двух секций,разделенных изолятором, и в устройство введены два блока усиления,блок деления, блок сравнения, блоквычисления массы аэрозолей и задатчйкотношения коронных токов, подключенный к первому входу блока сравнения;второй вход которого подключен к выходу блока деления, соедйненногочерез блоки усиления с секциями на ружного электрода зарядной камеры,выход блока сравнения подключен квходу высоковольтного модулятора ик первому входу блока вычислениямассы аэрозолей, второй вход которо.20 го подключен к выходу преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Заявка Франции Р 2388268,. 25 кл, О 01 М 1/24, 1978. и 2, Лвторское свидетельство СССР Р 40912, кл. С 01 й 27/62, 1972.983517Составитель В. Иванова Редактор О. Юрковецкая Техред К.Мыцьо Корректор У, Пономаренко Заказ 9908/49 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4