Анализатор электрических зарядов аэрозолей

 

АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий корпус , с входными очищающими фильтрами и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямо:7г6льной полостью, ограниченной пластинами конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, аэрозольную трубку, установленную со стороны входа в кювету соосно с ней и измерительный фильтр, установленный на выходе упомянутой полости, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, измерения зарядов за счет снижения искажения траектории движения струи аэрозоля , внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки выполнена выпуклой и торообразной, а ее вькодная кромка располржена с наклоном под углом 30-60 к внутренней поверхности, причем соблюдено соотношение Т 2,50- 3,75.. d-0-hc.-r где - длина аэрозольной трубки, включая ее выходную кромку, м; 5 - суммарная площадь входных очи-«g щающих фильтров, СП коэффициент динa fflчecкoй вязкости воздуха, кг/м-с; с - внутренний диаметр аэрозольной трубки, м; d - площадь поперечного сечения кюветы, .. hj.- коэффициент пропорциональю 4 to ности, характеризующий аэродинамическое сопротивление входных очищающих фильтров при стандартной линейности скороед5 ти фильтрации 10 м/с, кг/м-с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ С 01 R 29/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И ABT0PCH0f4V СВИДЕТЕЛЬСТВУ где 0—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626569/24-21 (22) 20.05.83, (46) 15.11.84. Бюл. У -42 (72) М.И.Волохов, M.Ñ.Èáðàåâ, Н.В.Ненашев, М.А.Бимагамбетов и Г.И.Бояркин (71) Институт горного дела АН КазССР (53) 621.317,7.(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 1007220, кл. Н 05 Р 1/00, 1981.

2. Журавлев В.К. и др. Новый метод измерения электрических зарядов твердых аэрозолей.-В сб.: Труды института горного дела АН КазССР. °

Алма-Ата, "Наука", 1971, т. 48, с. 34-39. (54)(57) АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЗАРЯДОВ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий корпус,с входными очищающими. фильтрами и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямоугольной полостью, ограниченной пластинами конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, аэрозольную трубку, установленную со стороны входа в кювету соосно с ней и измерительный фильтр, установленный на выходе упомянутой полости, отличающийся тем, что, . „„Sl3„„1124231 с целью повышения точности,измерения зарядов за счет снижения искаже" ния траектории движения струи аэрозоля, внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки выполнена выпуклой и торообразной, а ее выходная кромка расположена с наклоном под углом 30-60 к внутренней поверхности, причем соблюдено соотношение

g.gag

2,50, - 3,75,.

1 ст длина аэрозольной трубки, включая ее выходную кромку, м; суммарная площадь входных очи«О е щающих фильтров, м2 коэффициент динамической вязкости воздуха, кг/м-с; внутренний диаметр аэрозольной трубки, м; Я площадь поперечного сечения . кюветы, м2; коэффициент пропорциональ-.. ности, характеризующий аэродинамическое сопротивление входных очищающих фильтров при стандартной линейности скорос- фф ти фильтрации 10 м/с, кг/м .с. ф ы, 2.

1 t24

1О

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в различных от- раслях промышленности, где необходимо измерение электрических зарядов аэрозолей.

Известен анализатор электрических зарядов аэрозолей, содержащий корпус с входными очищающими фильтрами и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямоугольной полостью> ограниченной пластинами конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, выполненными в виде распределенного делителя 15 напряжения с постоянным удельным электрическим сопротивлением и снаб женными двумя дополнительными соединенными с общей шиной электродами s виде металлических полос с предель- 20 ными осями в плоскости, перпендикулярной боковым стенкам, аэрозоль" ную трубку, установленную со стороны входа в кювету соосно с ней, и измерительный фильтр, установленный 25 на выходе упомянутой полости 1).

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измере ния зарядов, обусловленной погрешностью отклонения струи аэрозоля ЗО вследствие. ее перемейивания с потоком очищенного воздуха. Подобное перемешивание возникает из-за того, что форма выполнения выходного конца азрозольной трубки предопределяет увеличение толщины аэродинамического следа от стенок аэроеольной труб=

I ки, а также из-за большой разности линейных скоростей струи аэрозоля, выходящей из аэрозольной трубки, и потока очищенного воздуха. В итоге в известном устройстве имеет место нарушение аэродинамической структуры струи аэрозоля после выхода из аэрозольной трубки. 45

Наиболее близким к предлагаемому является анализатор электрических . зарядов аэрозолей, содержащий кор" пус с входными очищающими фильтра ми и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямоугольной полостью, ограниченной пластинами конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, аэрозольную трубку, установленную со сторонй входа в кювету соосно с ней и выполненную с выходным концом пря ,моугольной формы, и измерительный

231 2 фильтр, установленный на выходе упомянутой полости Г2 3

Недостаток указанного устройства также проявляется в невысокой точ-. ности измерения зарядов, обусловленной тем, что размеры азрозольной трубки, кюветы, входных очищающих фильтров не поставлены в соответствие с аэродинамическим сопротивлением фильтров. и коэффициентом динамической вязкости исследуемого запыленного воздуха. В известном устройстве наблюдается отклонение заряженных частиц аэрозоля не только под действием электрического поля, а еще и под деиствием аэродинамических сил, имеющих направления, перпендикулярные основному направлению дви-: жения струи аэрозолр. Эти же факторы обусловливают искажение количественного соотношения разноименно заря- .. женных частиц аэрозоля из-за их слияния между собой при выходе из азрозольной трубки.

Цель изобретения — повышение точо ности измерения зарядов аэрозолей за счет снижения искажения траектории

- движения струи аэрозоля.

Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе электрических зарядов аэрозолей,. содержащем корпус с входными очищающими фильтрами и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямоугольной полостью, ограниченной пластинами, конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками-кюветы, аэрозольную трубку, установленную со сто роны входа в кювету соосно с ней, и измерительный фильтр, установленный на выходе упомянутой полости, внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки выйолнена выпуклой и торообразной, а ее выходная кромка расположена с наклоном под углом ЗО-бО к внутренней поверхности, причем соблюдено соотношение И вЂ” 1 50 — 3 75

У У У ст где 3 — длина аэрозольной трубки, включая ее выходную кромку» м

5 - суммарная площадь входных очищающих фильтров, м ; 1. — коэффициент динамической вязкости воздуха, кг/м с;

3 1124

8 — внутренний диаметр аэрозольной трубки, м; площадь поперечного сечения кюветы, м .Я- — коэффициент пропорциональнос- 5 ти, характеризующий аэродинамическое сопротивление входных очищающих фильтров при етандартной линейности скорости фильтрации 10 2м)с, 1О кг/M2 с °

На фиг, 1 представлен предлагаемый анализатор электрических зарядов. аэрозолей, вид сбоку, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. на фиг 3 †. разрез Б-Б на фиг.

Устройство. содержит корпус (фиг.1) с входными очищающими фильтрами 2 (фиг.3), аэрозольную трубку 3, размещенную по центру основания корпуса 1..В корпус 1 герметично вставлена кювета 4 с измерительным фильтром 5. Кювета состоит из четырех попарно параллельных стенок, причем одна из пар представляет собой электроды (пластины) б плоского конденсатора. Внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки 3 выполнена выпуклой и торообразной, а ! ее выходная кромка расположена с наклоном под углом 30-60 к внутренней поверхности трубки. При конструк"

1 тивном построении анализатора соблюдено вышеуказанное соотношение.

Анализатор работает следующим об 35 ,разом.

Перед началом работы в анализатор вставляют измерительный фильтр 5 и входные очищающие фильтры 2. Накраях измерительного фильтра 5 черни- 40 . лами ставят четыре точки таким образом, чтобы пересечение. двух линий, соединяющих эти точки, давало точку пересечения геометрической оси аэрозольной трубки 3 с плоскостью изме- 45 рительного фильтра 5. Затем к электродам 6 подключают высокое напряжение 2-3 кВ. Входное отверстие аэро зольной трубки 3 направляют в сторону источника аэрозолей, если та- 5О козой есть в наличии, или вниз, если предполагается, что аэрозоли

: распределены в воздухе равномерно. Затем через измерительный фильтр 5 просасывают воздух в направ- 55 ленни, указанном стрелкой (фиг.1).

При этом часть воздуха вместе с аэрозолями проходит через аэрозоль231 4 ную трубку 3 и устремляется в кюве- ту 4. Одновременно другая часть воздуха проходит через входные очищающие фильтры 2, очищаясь при этом от аэрозолей, и также устремляется в кювету 4. Благодаря тому, что внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки 3 выполнена выпуклой и торообраэной, а ее выходная кромка расположена с наклоном под углом 30 - 60 к внутренней поверхности, уменьшается толщина аэродиг намического следа от стенок аэрозольной трубки 3 и обеспечивается плавный, без острых углов, переход от внешней поверхности к внутренней.

Вследствие этого при движении струи аэрозоля при выходе из трубки 3 и движении очищенного воздуха по внеш:ней поверхности конца последней уменьшается толщина аэродинамического следа от стенок трубки 3, за счет, плавного обтекания внешней поверхности ее конца потоком очищенного воздуха. Соблюдением указанного соотношения разность линейных скоростей ,струи аэрозоля, выходящей из аэрозольной трубки 3, и потока очищенного воздуха сводят к нулю. В результате сохраняется аэродинамическая структура струи аэрозоля после выхода из аэрозольной .трубки(3 ).

При уменьшении аэродинамического следа от стенок аэрозольной трубки 3 и сохранении аэродинамической структуры после выхода из нее устраняется перемешивание струи аэрозоля с по.током очищенного воздуха и заряженные частицы аэрозоля отклоняются только под действием электрического поля, а не под действием аэродинамических сил, имеющих направления, перпендикулярные направлению движения. струи аэрозоля. В итоге обеспечивается высококачественная фокусировка струи аэрозоля и обуславливается устранение искажения количественного соотношения разноименно заряженных ,частиц аэрозоля путем предотвращения их слияния между собой при вы.ходе из аэрозольной трубки 3.

Заряженные частицы аэрозолей после выхода из аэрозольной труб ки 3 отклоняются под действием электрического поля пластин конденсатора. — Далее заряженные частицы вместе с неотклонившимися нейтралвными частицами, оседая на изме5 1124231 6 рительном фильтре 5, образуют на по- угол отклонения и скорость частиц, следнем полосу. Измерительный фильтр а также напряженность.электричес5 с частицами аэрозолей подвергают . кого поля конденсатора, можно онремикроскопированию. Измерительный делить величины зарядов аэрозолей. фильтр 5 с отобранной пробой кладут, - 5 например, на предметное стекло и по- Таким образом, предлагаемое устмещают в пары ацетона. В парах ацето" ройство по сравнению с известным .на теряется мешающая микроскопиро- позволяет устранять искажение ко ванию структура измерительного фильт- личественного соотношения разноимен- . ра 5 и в поле зрения микроскопа но заряженных частиц и, тем самым

10 остаются видимыми толвко частицы повысить точность измерения электри" аэрозолей. Поле зрения микроскопа ческих зарядов аэрозолей. Примеразбивается на счетные полосы. Каж- нение анализатора.не исключает воздая счетная полоса соответствует МоКНосТН использования методов автоопределенному углу отклонения час- 15 матического счета и определения дистиц в электрическом ноле конденса- персного состава частиц, осевших на тора q электродами 6. Затем на каж« поверхность, в частностй методов, дой счетной полосе визуально опре- оснбванных на фотоэлектрической раз.деляют размеры каждой частицы. Зная вертке пробы аэрозоля, осуществляемой размеры частиц аэрозолей, коэффици- >0,механическим либо электрическим пуент динамической вязкости воздуха, тем.

1124231

Составитель Л.Иорозов

Редактор И.Рыбченко Текред Ж.Кастелевич, Корректор О.Тигор

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

Заказ 8273/34 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5