Изокинетический пробоотборник аэрозолей

 

Изобретение относится к технике исследования аэродисперсных систем, в частности к пробоотборникам аэрозолей, обеспечивающим изокинетические условия отбора из потока аэрозолей. Целью изобретения является повышение точности исследования аэродисперсных систем регистрации в период пробоотбора направления и скорости ветра и получения по окончании пробоотбора их статистических характеристик. Устройство содержит фильтр и соединенный с ним побудитель расхода с механическим приводом в виде ветрового колеса, смонтированные на поворотном узле. За счет этого устройство имеет возможность самоориентироваться навстречу набегающему потоку. Новым в устройстве является то, что ветровое колесо соединено механической передачей с коллимированным источником бетта-излучения, имеющим возможность перемещаться в зависимости от скорости ветра вдоль цилиндрической поверхности неподвижного фотодетектора в вертикальной плоскости, а также имеющим возможность свободного перемещения относительно указанного фотодетектора в зависимости от направления ветра в горизонтальной плоскости. 2 ил. (Л С XI ю XI О ю ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837161/26 (22) 08.06.90 (46) 15.04.92. Бюл. N 14 (72) Л.Л.Нефедов, В.В.Платов и П.В.Куликов (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 257133, кл. G 01 N 1/24, 1968.

Авторское свидетельство СССР

М 586356, кл. G 01 N 1/22, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 875254, кл. G 01 N 1/22, 1980..

Авторское свидетельство СССР

N- 1089461, кл. G 01 N 1/22, 1984.

Авторское свидетельство СССР N . 1154582, кл. G 01 N 1/22, 1985.

Патент США М 3707869, кл. G 01 N 1/22, 1973.

Гаргер Е.К, и др. К оценке параметров ветрового подъема радионуклидов в зоне

Чернобыльской АС. Метеорология и гидрология, 1990, М 1, с. 5-9.

Авторское свидетельство СССР

N 930048, кл. G 01 N 1/22, 1982. (54) И 3 О К И Н Е Т И Ч Е С К И Й П Р О Б О О ТБОРНИК АЭРОЗОЛЕЙ (57) Изобретение относится к технике иссле-дования аэродисперсных систем, в частИзобретение относится к контролю за загрязнениями атмосферы, а именно к пробоотборникам атмосферных аэрозолей, обеспечивающим изокинетические условия отбора из потока аэрозолей.

Целью изобретения является повышение точности исследования аэродисперсных систем за счет увеличения количества,„,Я2„„1727025 А1 ности к пробоотборникам аэрозолей, обеспечивающим изокинетические условия отбора из потока аэрозолей. Целью изобретения является повышение точности исследования аэродисперсных систем регистрации в период пробоотбора направления и скорости ветра и получения по окончании пробоотбора их статистических характеристик. Устройство содержит фильтр и соединенный с ним побудитель расхода с механическим приводом в виде ветрового колеса, смонтированные на поворотном узле. 3а счет этого устройство имеет возможность самоориентироваться навстречу набегающему потоку. Новым в устройстве является то, что ветровое колесо соединено механической передачей.с коллимированным источником бетта-излучения, имеющим возможность перемещаться в зависимости от скорости ветра вдоль цилиндрической поверхности неподвижного фотодетектора в вертикальной плоскости, а также имеющим возможность свободного перемещения относительно указанного фотодетектора в зависимости от направления ветра в горизонтальной плоскости. 2 ил. регистрируемых пробоотборником параметров дисперсной среды.

На фиг, 1 изображена схема изокинетического пробоотборника с узлом регистрации параметров ветра; на фиг. 2 — узел привода источника излучения.

Изокинетический пробоотборник аэрозолей включает входную трубку 1, улавливающий элемент (фильтр из волокнистого

1727025

10 материала) 2, возхуховод 3, побудитель расхода (центробежный насос) в виде ветрового колеса 4 с полыми лопастями, сообщенными с воздуховодом 3, а на концах лопастей — с атмосферой. Направление потока аэрозолей (и ветра) показано стрелками.

Ветровое колесо 4 соединено посредством валов 5, 6, а также конических пар с постоянным магнитом 7 и магнитопроводом

8, которые закреплены на общей оси 9, В кольцевой зазор между магнитом 7 и магнитопроводом 8 введен металлический стакан

10, закрепленный на трубчатой оси 11, к этой же оси прикреплен подвижный конец спиральной пружины 12. Со стаканом 10 жестко связана штанга 13, на которой подB8LU8H коллимированный источник излучения 14, а также укреплен противовес 15.

Коллимированный источник 14 с приводом смонтирован в поворотной ступице 16, которая имеет возможность поворачиваться относительно неподвижно смонтированного на вертикальной стойке 17 корпуса 18 и жестко закрепленного на нем цилиндрического фотодетектора 19. Первоначальная ориентация и страгивание ветрового колеса осуществляется флюгером 20.

Устройство работает следующим образом.

Под влиянием разрежения, создаваемого насосом, часть потока аэрозолей засасывается во входную трубку 1, проходит через фильтр 2, где происходит-отделение аэрозолей, воздуховод 3 и через полые лопасти ветрового колеса 4 выбрасывается в атмосферу, Пробоотборник ориентируется в горизонтальной плоскости навстречу ветру на вертикальной стойке 17 за счет эффекта самоориентации ветрового колеса 4, а также. посредством флюгера 20.

При работе пробоотборника скорость вращения ветрового колеса пропорциональна скорости набегающего потока, т,е. скорости ветра. Вращение ветрового колеса посредством валов 5 и 6 передается насаженным на одну ось 9 постоянному магниту

7 и магнитопроводу 8. При вращении магнита 7 и магнитопровода 8 на стенках стакана

10, находящихся в зазоре между ними, индуцируются вихровые электрические токи.

Взаимодействие электромагнитного поля (наведенных токов) и магнитного поля постоянного магнита 7 создает llpMIlo>KGHHblA к стакану 10 вращающий момент, пропорциональный скорости вращения магнита и магнитопровода. Под действием вращающего момента стакан 10 начинает поворачиваться вместе с осью 11 и штангой 13, на

55 конце которой подвешен уравновешенный противовесом 15 коллимированный источник излучения 14. Поворачиваясь вместе с осью 11, стакан 10 закручивает пружину 12, при этом пружина 12 создает противодействующий закручиванию момент, пропорциональный углу поворота стакана 10.

Очевидно, что угол поворота штанги 13, а следовательно положение коллимированного источника излучения 14 относительно образующей сменного цилиндрического фотодетектора 1JJ определяется скоростью ветра.

Коллимированный источник излучения

14 вместе с приводом размещен внутри поворотной ступицы 16, которая имеет возможность поворачиваться вместе с воздуховодом 3 в горизонтальной плоскости и занимать различные положения в зависимости от направления ветра.

Очевидно, что в зависимости от направления ветра коллимированный источник 14 будет занимать определенное положение по азимуту относительно закрепленного на неподвижном корпусе 18 цилиндрического фотодетектора 19.

В итоге, благодаря линейному характеру денсиометрической кривой фотодетектора и оптимальному выбору активности источника излучения, экспонирование прибора в реальном ветровом потоке в течение выбранного интервала времени приведет к тому, что на фотодетекторе будет зафиксировано статистическое распределение параметров ветра в виде определенного поля почернения. Выполнение источника излучения коллимированным повышает разрешающую способность устройства по регистрации параметров ветра, Построчное считывание и преобразование этого поля в электрический сигнал производится с помощью известных электронно-оптических методов. Радиационная безопасность при эксплуатации устройства обеспечивается выбором в качестве источника "чистого" бетта-излучателя (нап ример; строн ци я-90) минимально необходимой активности.

Использование данного пробоотборника позволит повысить точность исследования аэродисперсных систем за счет регистрации дополнительной информации в виде статистических характеристик ветра в течение периода пробоотбора. При этом сохраняется простота конструкции пробоотборника и его полная автономность, что позволит без значительных затрат широко разворачивать сети сбора первичной информации об атмосферных аэрозолях.

1727025

55

Формула изобретения

Изокинетически й. и робоотборни к аэрозолей, установленный на вертикальной стенке с поворотной ступицей, включающий фильтр и соединенный с ним побудитель расхода с приводом, выполненным в виде ветрового колеса, соединен ного с побудителем расхода с помощью механической передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследования аэродисперсных систем за счет параллельной с пробоотбором регистрации статистических характеристик ветра, он снабжен корпусом, подвижно установленным на вертикальной стойке, коллимиро ванным источникам бетта-излучения, смонтиро5 ванным в поворотной ступице, цилиндрическим фотодетектором; установленным на корпусе, при этом коллимированный источник бетта-излучения соединен механической передачей с ветровым колесом с

10 возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно фотодетектора.

Составитель А.Сондор

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор С,Черни

Заказ 1274 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101