Система для анализа дисперсного состава порошков

(51)5 6 01 И 15/ ЕТЕН АЛИЗА ДИСПЕРСЫКОВния: система содероздуха, автоматиченцентрацию частиц,(54) СИСТЕМА ДЛЯ АНОГО СОСТАВА ЛОРО(57) Сущность изобретежит регулятор расходаски ограничивающий ко3 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56),3.СЛИзоп, В,У.Н, к Аегосупавсрагссезд веазшевепт ЬУ азег с 3 оррЬгУеоз 3 весгу,-,. о 1 Аегозо Яс.-1980, У. 11,Ко,2, р.13 с,ТЯ Мосе АРЯРовсег ЯгпцЯмев ТЯ Соапегу, 1982,ч.8 ЮЗ, р,8-10.Рекламный проспектфирмы ТЯ, США.Мосе АРЯ 34: Ровсег Яюпц Яузтев,Устройство относится к контрольно-измерительной технике, в частности к приборам, предназначенным для определения дисперсного состава порошкообразных материалов. Устройство может быть применено в медицине, метеорологии, сельском хозяйстве, микробиологической промышленности,Известно устройство, содержащее измерительную кювету с узлом формирования и ускорения аэрозольного потока и лазерный доплеровский измеритель скорости, на выход которого последовательно подсоединены блок обработки сигналов и мини- Э В М. Устройство работает следующим образом, Л(1 ток азрозольных частиц, окруженный кольцевой воздушной рубашкой,. ускоряется в сужающемся сопле. Скорости индивидуальных частиц, зависящие от их аэродинамических диаметров, измеряются на выходе из сопла лазерным доплеровским измерителем скорости. Сигнал с выхода фотоумножителя лазерного доплеровского измерителя обрабатывается электронным блоком обработки сигна- О лов, а информация накапливается в мини-Э ВМ.Недостатком данного устройства явля- О ется зависимость результатов измерений дисперсного состава от концентрации аэрозольных частиц, поступающих в анализатор, определяемая совпадением частиц в счетном объеме анализатора. Кроме того в системе измерения имеются погрешности, вызываемые аспирационными потерями частиц при заборе проб в анализатор.Известно устройство АРЯ-ЗЗ, содержащее измерительную кювету с узлом форми 1770829рования и ускорения аэрозольного потока и лазерный измеритель скорости, на выход которого последовательно подсоединены блок обработки сигналов и мини-ЭВМ, Устройство работает аналогично устройству, описанному выше. Отличие заключается в том, что скорости индивидуальных частиц измеряются не допплеровским измерителем скорости, а по времени пролета частиц между двумя плоскцми .лазерными лупами, находящимися на определенном расстоянии друг от друга,Недостатком данного устройства является зависимость результатов измерений дисперсного состава от концентрации частиц и результате совпадения частиц в счетном абьеме анализатора, а также ошибки, вь иной аспирационными потерями части; ри заборе проб аэрозоля в анализатор.Наиболее близким техническим решением (гротатипам) является устройство АРЯ,содеркащее анализатор размеров частиц АРЯ -ЗЗВ, к входу которого через специальный изокинетический заборник подсоединено диспергирующее устройство. Устройство работает следующим образом, Проба анализируемого порошкаобразного материала помещается в диспергатор, .в котором осуществляется аэрозолирование материала. Забор аэрозоля в анализатор происходит с помощью изокинетическаго заборника, что исключает аспирационные потери частиц, Определение размеров частиц осуществляется так же как и анализатором АРЯ-ЗЗ, описанным выше, Недостатком данного устройства является зависимость резу",1 татов измерений дисперсного состава ог концентрации частиц в результате .совпадения частиц в счетном обьеме анализатора. что снижает точность определения дисперсного состава аэрозолей,Целью. изобретения является повышение точности определения дисперсного состава порошков за счет автоматического ограничения концентрации поступающих в анализатор частиц.Цель достигается предложенным техническим решением, Система для анализа дисперсного состава порошков включает анализатор размеров частиц, к узлу формирования и ускорения аэрозольного потока которого подсоединены изокинетический эаборник и диспергатор с компрессором для подачи воздуха. К блоку обработки сигналов анализатора размеров частиц подключена мини-ЭВМ.Кроме того, между диспергатором и компрессором размещен регулятор расхода10 25 30 35 40 45 воздуха с узлом управления его клапаном, Узел управления клапаном соединен через блок сравнения и интегратор с управляющим выходом обработки сигналов,Сапоставительнеый анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что между диспергатором и компрессором размещен регулятор расхода воздуха с узлом управления его клапаном. Узел управления клапаном регулятора расхода воздуха соединен через блок сравнения и интегратор с управляющим выходом блока обработки сигналов.Сравнение заявляемой системы с другими аналогичными устройствами показывает, чта отличительные от прототипа признаки проявляют новые свойства, а именно позволяют автоматически ограничивать концентрацию частиц распыляемого порошка, поступающих в анализатор, Указанные новые свойства позволяют повысить точность определения дисперсного состава порошков за счет ограничения ошибок, вызванных совпадением частиц в счетном обьеме анализатора. Таким образом, техническое решение соответствует критерию "существенные отличия",На фиг.1 представлена блок-схема системы для анализа дисперсного состава порошков; на фиг,2 - схема анализаторов размеров частиц; на фиг.З - схема диспергатора.Система для анализа дисперсного со-. ставапорошков (фиг.1) содержит последовательно установленные анализатор 1 размеров частиц, изокинетический заборник 2, диспергатор 3, регулятор расхода воздуха 4, компрессор 5, узел управления клапаном 6.Анализатор 1 включает (фиг,2) имерительную кювету 7 с узлом нормирования и ускорения аэрозольного потока, лазерный допплеровский измеритель скорости частиц 8 с фотоприемником 9, на выход которого последовательно подсоединены блок обработки сигналов 10, интегратор 13 и блок сравнения 14, Блок обработки сигналов 10 состоит из преобразователя сигналов 11, схемы измерения концентрации 12,50 .схемы измерения размеров частиц 16, Кроме того, анализатор снабжен мини-Э ВМ 15,подсоединенной к схеме измерения концентрации 12 и схеме измерния размеров частиц 16, Блок сравнения 14 управляющимвыходом 17. связан с узлом управления клапаном 6, Диспергатор 3 (фиг.З) состоитиз контейнера 18, к которому подсоединен патрубок подачи воздуха 19 в контейнер18 и патрубок вывода аэрозоля 20. В качестве регулятора расхода воздуха 4 может5 10 15 20 25 30 40 45 50 быть использовано стандартное пневмосопротивление регулируемое, типа П 2 Д,2. Изокинетический заборник 2 аналогичен заборнику, используемому в прототипе. Узел управления клапаном представляет собой узел, преобразующий вращательное движение электропривода в поступательное и обеспечивающее плавное открывание клапана регулятора расхода воздуха 4 со скоростью 0,2 мм/с.Система для анализа дисперсного состава порошков работает следующим образом,Проба анализируемого порошкообразного материала помещается в контейнер 18 диспергатора 3. Перед началом анализа регулятор расхода воздуха 4 полностью закрыт и частицы порошка в анализатор 1 не поступают, При включении узла управления клапаном 6 последний начинает плавно открывать клапан регулятора расхода воздуха 4 и воздух через патрубок 19 поступает в контейнер 18, захватывает частицы порошка и в виде аэрозоля направляется через изокинетический заборник 2 в анализатор 1. После ускорения в узле формирования и ускорения аэрозольного потока скорости индивидуальных частиц, зависящие от их аэродинамичских диаметров, измеряются лазерным доплеровским измерителем скорости 8, и сигнал с вьходэ фотоприемника 9 поступает на преобразователь 11 блока обработки сигналов 10, а затем в схему измерения размеров частиц 16 и схему измерения концентрации 12, с выходов которых информация в виде цифрового кода передается в мини-ЭВМ 15. Кроме того, в схеме измерения концентрации 12 на каждую зарегистрированную частицу вырабатывается импульс фиксированной амплитуды и длительности, который поступает на вход интегратора 13. Интегратор 13 вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный количеству частиц, поступивших на его вход в единицу времени. Аналоговый сигнал с выхода интегратора 13 поступает на блок сравнения 14, В случае, если поступающий сигнал превышает заранее установленный в блоке сравнения 14 опорный сигнал, соответствующий предельно допустимой концентрации частиц, блок сравнения 14 вырабатывает управляющий сигнал, который передается в узел управления клапаном 6. Данный сигнал блокирует дэльйейшее открытие клапана регулятора расхода воздуха 4, при этом расход воздуха, поступающего в диспергатор 3, фиксируется нэ достигнутом уровне, соответственно и концентрациячастиц, поступающих в анализатор 1, фиксируется на достигнутом уровне тоже, так как концентрация частиц, поступающих в анализатор 1, пропорциональна расходу раздувающего воздуха и количеству материала, помещенного в диспергатор 3. По мере выноса взвешенного порошкообразного материала из контейнера 18 диспергатора 3 концентрация частиц, поступающих в анализатор 1, падает, при этом уровень сигнала.в блоке сравнения 14 и блокирующий узел управления клапаном 6 сигнал снимается и начинается дальнейшее открывание клапана регулятора расхода воздуха 4.По мере дальнейшего открывания клапана регулятора расхода воздуха 6 расход диспергирующего воздуха, поступающего в диспергатор 3, увеличивается, соответственно увеличивается и концентрация частиц, поступающих в анализатор, и процедура описанная выше повторяется до тех пор, пока не будет проанализирована вся проба порошка, помещенного в диспергатор 3. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить анализ дисперсного состава порошков при фиксированном, заранее установленном уровне концентрации частиц, поступающих в анализатор. Уровень допустимого значения концентрации частиц,при достижении которого вырабатывается сигнал управления в блоке сравнения 14, выбирается из условия, что вероятность нахождения в счетном объеме двух и более частиц одновременно не выше определенной величины, например 0,1, и определяется только размерами счетного объема анализатора 1,Технический эффект предлагаемой системы состоит в повышении точности определения дисперсного состава порошков за счет автоматического ограничения концентрации частиц, поступающих в анализатор, при котором вероятность попадания в счетный объем двух и более частиц одновременно не превышает наперед заданной, величины. В НПО "Вектор" изготовлена мо- . дель системы для анализа дисперсного состава порошков, эксплуатация которой подтверждает указанный эффект. Точность анализа дисперсного состава порошков среди прочих причин ограничивается и тем, что при попадании в счетный объем двух и более частиц одновременно они регистрируются ( в зависимости от конкретной схемы анализатора) как одна непрогнозируемого размера либо не регистрируются вообще, что в обоих случаях приводит к искажениям дисперсного состава. В предлагаемой системе вероятность таких совпадений, э следовательно, иошибки в измерении дйсперсного состава,вызванные ими, могут быть ограничены налюбом заранее выбранном уровне. Формула изобретения Система для анализа дисперсного состава порошков, содержащая анализатор размеров частиц, узел формирования и ускорения аэрозольного потока, к которому подсоединены изокинетический заборник, диспергатор с компрессором для подачи воздуха и электронный блок обработки сигналованализатора, отл и ча ющая ся тем, что, с целью повышения точности определения дисперсного состава порошков за счет автоматического ограничения концентра ции частиц, поступающих в анализатор,между диспергатором и коипрессором размещен регулятор расхода воздуха с узлом управления его клапаном, причем узел управления соединен через блок сравнения 10 и интегратор с управляющим выходом блока обработки сигналов анализатора размеров частиц,1770829 едактор Г,Бельская Корректор С.Пек Заказ 3736 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Составител Техред М,М