Способ определения спектрального состава аэрозоля по размерам частиц

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(58 б 01 И 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Н ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3381267/18-25 (22} 08. 01.82 .(46) 15.08.83. Бюл. и 30 (72) А.А. Иирме,.Э.И. Тамм и Х.Ф. Таммет (71) Тартуский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (53) 539.215(088.8) (56) 1. Патент СЯА Н 3413545, кл. 324:-71, опублик. 1968.

2-. Авторское свидетельство СССР

М 879405, кл. tM1 N 15/00, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР

И 890156, кл. GOI М 15/02, 1980 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТ"

РАЛЬНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЯ ПО РАЗИЕ-.

РАИ ЧАСТИЦ, включающий зарядку частиц аэрозоля в диффузионном режиме, разделение на фракции .по. электричес- . ким подвижностям, измерение перено.Л0„„1 35477 A симых каждой фракцией электрических зарядов и определение по известным зависимостям между. электрической .подвижностью, зарядом и размером частиц размера частиц и их концентрации в каждой Фракции аэрозоля, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью .-расширения диапазона измерения в сто" рону больших размеров частиц, одновременно с потоком, заряженным в диф. Фузионном режиме, создают поток аэрозоля, который заряжают в ударном режиме, производят с ним упомянутые операции, иэ. полученных величин за. рядов вычитают значения зарядов, полученных для соответствующих фракций д аэрозоля, заряженного в диффузионном Е режиме, и, используя зависимости между электрической подвижностью, зарядом и размером;частиц, заряженных в ударном режиме, определяют концент рацию и размер частиц в каждой Фрак- е ции аэрозоля для крупных частиц.

laaL частиц и может быть использовано в метеорологии для контроля чистоты воздуха.

Известен способ определения кон" центрации аэрозольнйх частиц и распределения их по размерам, включающий сообщение аэрозольным частицам

10 униполярных зарядов, измерение электрической подвижности аэрозольных частиц и определение их числа и размера Р11.

Недостатком этого способа является малый диапазон измерения, обусловленный низкой точностью измерения при увеличении размеров частиц аэрозоля.

Известен способ измерения среднего размера аэрозольных частиц, в котором при фиксированном параметре зарядки, определенном как произведе-,>

25 ние ионной проводимости газа на вре" мя зарядки, измеряют величину тока, переносимого частицами заряженными поочередно в режиме диффузионной и ударной зарядки, и по отношению этих токов судят о размерах частиц 2 1.

Недостатками этого способа являются малый диапазон измерения из-за невозможности определения размеров аэрозоля в случае больших частиц, а также получение, усредненного значения радиуса частиц, а не спектрального состава аэрозоля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, cor- 40 ласно которому аэрозоль заряжают в диффузионном заряднике, разделяют его на фракции йо электрическим подвиж" .ностям, измеряют переносимые каждой фракцией электрические заряды и по известным зависимостям между электрической подвижностью, зарядом и размером частиц определяют размер частиц и их концентрацию в каждой фракции аэрозоля $ 3).

Недостатком этого способа является малый диапазон измерения из-за невозможности определения размеров аэрозоля в случае более крупных частиц. 55

Цель изобретения - расширение диапазона измерения в сторону больших размеров частиц.

1 10354

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, а именно к способам определения спект.рального состава аэрозоля по размерам

77 2

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения спектрального состава аэрозоля по размерам частиц, включающему зарядку частиц аэрозоля в диффузионном режиме, разделение их на фракции по электрическим подвижностям, измерение переносимых каждой фракцией электрических зарядов и определение по известным зависимос ям между электрической подвижностью, зарядом и размерам частиц размера частиц и их концентрации в каждой фракции аэрозоля, одновременно с потоком, заряженным в диффузионном режиме, создают поток аэрозоля, который заряжают в ударном режиме, производят с ним упомянутые операции, из полученwx величин зарядов вычитают значения зарядов, полученных для соответствующих фракций аэрозоля, заряжен- ного в диффузионном режиме, и, используя зависимости между электричес" кой подвижностью, зарядом и размером частиц, заряженных в ударном режиме, определяют концентрацию и размер частиц в каждой фракции аэрозоля для крупных частиц.

На фиг. 1 представлены зависимости электрических подвижностей К час- тиц аэрозоля от их диаметра о при диффузионной (кривая б) и ударной .(кривая r) зарядках аэрозоля (пунктирной прямой-график разделен на две зоны - А и В}; на фиг. 2- функциональная схема гранулометра аэрозоля, реализующего способ.

Гранулометр аэрозоля сбдержит диффузный зарядник 1 с анализатором 2 подвижности, электрически .связанным с измерительным устройством 3, а также ударный зарядник 4 с анализатором

5 подвижности, электрически связан ным с измерительным устройством 6. Зарядники и анализаторы подвижности имеют общий источник 7 постоянного напряжения и общее устройство 8 для создания потоков воздуха и аэрозоля. Выходы измерительных устройств связаны с входом вычислительного устройства 9, а выход последнего подключен к регистрирующему устройст : ву 10.

Гранулометр аэрозоля, с помощью которого реализуется прещ вгаемый способ, работает следующим образом.

Под,действием устройства 8 аэрозоль разделяется на два потока. Один

Э .. 1035 проходит через диффузионный заряд, ник -l, заряжается и поступает в ана" лизатор 2 подвижностей. Второй поток проходит через .ударный эарядник 4, заряжается и поступает в анализатор

5 подвижностей. Зарядники 1 и 4, анализаторы 2 и 5 подвижностей питаются общим источником 7 питания.

В анализаторах 2 и 5 подвижностей частицы аэрозоля разделяются на фрак- 10 ции по электрическим подвижностям.

Иэ графика (фиг. 1) видно, что не везде определенной электрической подвижности соответствует определенный, размер частиц . 15

Диффузионная зарядка обеспечивает хорошую сопоставляемую подвижность и размера только в области малых размеров частиц (область А на фиг. 2) .

На выход измерительного устройства 3 поступают сигналы, соответствующие спектру частиц flo размерам в области А. В области В (фиг. 1) электрическая подвижность слабо зависит 25 от размера. Поэтому нельзя определить спектр с помощью диффузионной зарядки. Для обеспечения воэможнос-. ти измерения в области В вводится второй поток аэрозоля, заряженный ударной зарядкой, имеющей сильную эависимоств подвижности от размера именно в области В (кривая г на фиг. 1). Невозможно в данном случае и самостоятельное использование удар- З ной зарядки, так как не обеспечиваИ7 4 ется однозначность измерения, а именно каждой электрической подвижности соответствуют два возможных размера частиц. Поэтому на выход устройства

6 поступают сигналы, соответствующие суперпоэиции спектров областей А и В (фиг. 1) . Спектр аэрозоля в области 8 можно получить, только используя информацию о спектре. в об" ласти A. В вычйслительном устройст ве 9 .(фиг. 2) при использовании известных соотношений между электрической подвижностью и размером частиц, заряженных в диффузионном режи" ме, производится сопоставление сигналам из устройства 3 спектра размеров в области А.

Используя полученную таким обра" зом информацию, производят вычита- ние иэ сигналов устройства 6 части, соответствующей заряду, переносимому в анализаторе 5 малыми частицами (область А) по оставшимся величинам, используя известные зависимости между электрической подвижностью 4 размером частиц, заряженных в . ударном режиме, вычисляют спектр размеров в области В. Результаты вычисления регистрируются в устройстве 10.

Использование предлагаемого способа позволяет определить спектральный состав аэрозоля с размерами частиц диаметром до 10 мкм, т е. существенно расширяет диапазон измерения в сторону больших размеров частиц.

1035477

Составитель 8. Алексеев

i Ре актор И. Хасар а Техре A.áàáèíå4 Ко екто В. Ги няк

Заказ 5 1 / 3 Тираж 73 Подписное

ВНИИПИ ГосударСтвенного- комитета--CCCP по делам изобретений и открытий

113035 москва N-35 Раушская наб. . 4/

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.. Проектная,