Устройство для измерения аэродинамического диаметра аэрозольных частиц

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ .

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 0» S/02 .1

8V I. 13:!1 2 :| "n- °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CCCP

re gE W ИЗОБРЕ КНИЙ V ОТМ 1,1-П 1й. (46) 15.01.93. Бюл. р (2 1 ) 3698 1 59/25 (22) 08.12.83

{71) Всесоюзный научно-исследовательский институт молекулярной биологии (72) Ь.С.Топорков и А.А.Медведев (56) Патент США 11 3854321, кл. G 01 N 15/00, 1968.

ИРзоп Т.С., Lin В.Y.H. Aегоdinamic ParticEe Size Measurement оу Lasers-oopp.Eer Velociaetry

;ЮоцгпаР, of"Aегоsol. Science, 1980, v.l1, 11 2 р. 139-150. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ИЗМЕРЕ-

НИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО .ДИАИЕТРА

АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, включающее узел забора и формирования аэрозольного потока, ускоряющее сонно- и лазерный допплеровский измеритель скорости частиц на выходе сопла, о т— л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения для частиц произвольной Формы и неизвеcT ной плотности; ускоряюшее сопла выполнено в виде двух последовательно су:кающихся конусов †. низкогради-. ентного и высокоградиентного, причем длина: первого по крайней мере, в 8 раз больше длины второго, угол раствора первого конуса составляет менее 0,3 угла раствора второго конуса, а плошади выходного и вход- 3 ного сечений сопла выполнены в соотношении 1/100.

1 l2

Изобретение относится к измерительной технике и предиаэиачеио для определения аэродинамиЧеского диаметра как жидких, так и твердых лэрозольиых частиц произвольной формы и неизвестной плотности в широком

° диапазоне их плотностей. Устройство может быть использовано н промышленной технологии, сельском хозяйстве, биологии и метеорологии.

Целью изобретения является расширение диапазона и повьппение точности измерения частиц произвольиои формы и неизвестной плотности.

На чертеже изобрахена схема устройства для измерения аэродинамического диан тра аэрозольиых частиц.

Устройство состоит нэ камеры 1 с прозрачными стенками 2, н котороИ установлено сопла 3, выполненное в виде двух последовательных сужающих-, ся конусов, -иизкоградиентного 4 и нысокоградиентного 5. Напротив сопла 3 находится выходной патрубок б.;

Узел забора и формирования аэроэольного потока состоит из заборной .трубки 7 и кольцевого зазора 8 вокруг нее,имеющего входной патрубок 9

Внетпняя стенка 10 кольцевого зазора

8 на уровне окончания заборной трубки 7 состыкована с соплом 3.

Лазерный допп11еровский измеритель скорости частиц состоит из последовательно расположенных перпендикулярно оси сопла лазера 1.1 светоделителя 12, фокусирующей линзы

13, приеьжой линзы 14, фотоэлектрического умножителя 15 и устройства обработки данных 16.

Устройство работает следующим образом, Через выходной патрубок 6 с определеннъпч объемным расходом отсасывается воздух. На входной патрубок 9 подается с определенньи расходом чистый сухой воздух, кото- . рый поступает в кольцевой зазор 8.

На входном срезе сопла 3 поток чистого. сухого воздуха из кольцевого зазора 8 образует воздушную рубашку вокруг аэрозольного потока из за-., борной трубки ?. В низкоградиен1ной части 4 сопла 3 происходит ус-, корение всех частиц при Йа <<2, при этом большие частицы приобретают скорости, соответстнующие нх аэрояц щущ Заказ 108б

072б9 1 динамическим диаметрам, тогда как скорость малых частиц практически ие отличается от скорости воздушного потока. В нысокоградиеитной части 5 сопла 3 происходит распределение малых частиц по скоростям н соответствии с аэродинамическими диаметрами частиц, тогда как скорость больших частиц практически не изме111 няется. Скоростй частиц на выходе иэ сопла 3 измеряется с помощью лазерного допплеронского измерителя скорости частиц.

Устройство обработки данных 1б по результатам измерений скорости частиц и по калибровочной кривой определяет аэродинамический диаметр частицы. Калибровочная кривая может быть получена как экспериментально, так и с помощью теоретических расчетон.

Теоретические расчеты калибровочной криной позволили определить оптимальную форму сопла — длина перд ного конуса по крайней мере в 8 раз больше длины второго, угол раствора первого конуса составляет менее

0,3 угла раствора второго конуса, а площади выходного и входного сече-. ний сопла выполнены в соотношении

l/100 при котором скорость частицы на выходе имеет наименьшую зависимость от формы и плотности частицы и определяется в основном ее аэродинамическим диаметром. Расчеты

35 проводились в диапазоне углов раст-. воров конуса низкоградиентной части 4 сопла 3 от 20 до 60 и в диапазоне углов растворов конуса высокоградиентной части 5 сопла 3 от 60 до 150

Экспериментальная калибровка сопла 3, выполненная н соответствии с выбранной оптимальной формой, отличается от расчетных данных не . более 4Х.

Использование и заявляемом устройстве сопла оптимальной формы позволяет, по сравнению с базовым объектом, в четыре раза расширить ра50 и бочнй диапазон иэмеряенъи аэродинамических диаметрон частиц, а также повысить разрешение и точность измерения частиц, аэродинамический диаметр которых находится и диапа° зоне от 4 до 10 мкн.

Тирах Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. 11роектиал, 4