Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
6 01 и 15/00 Госулврствеииый комитет СССР по велим июбретений и открытий Опубликовано 150780, Бюллетень ¹ 26 Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 821.384.2 (088. 8) .(72) Авторы изобретения.В.A.Áoéêî и В.И.Голинько (71) Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Артема (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦЙИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗ61 АЭРОЗОЛЯ Изобретение относится к устройст-. вам для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля и может быть использовано для измерения запыленности воздуха в различных отраслях 5 промышленности. Известно устройство (11 для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее воздуходувку, зарядную и измерительную камеры, 10 усилитель и индикатор. Изьестен также способ измерения j2), реализуемый с помощью устройства, содержащего воздуходувку, зарядную и измерительную камеры, а также камеру 15 предварительной зарядки аэрозоля, подключенную к источнику постоянного высоковольтного напряжения, что позволяет устранить влияние естественной заряженности частиц. Ы Наиболее близким к заявленному является устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее воздуходувку, зарядную камеру, подключенную к выходу высоко-25 вольтного модулятора, измерительную камеру, с подсоединенными к ней последовательно усилителем, синхронным детектором, управляемым модулятором и индикатором 131 . 30 При измерении концентрации дисперсной фазы аэрозоля известными устройствами, при наличии в атмосфере мелкодисперсной пыли и дыма, повышенной влажности воздуха, возникает дополнительная погрешность измерений, ввиду более высокой чувствительности устройств к тонкодисперсной пыли, обусловленной тем, что заряд частиц аэрозоля с радиусом г< 10 м пропорционален их линейным размерам, а не массе частиц. Укаэанный недостаток не позволяет производить с требуемой точностью иэмеренйя весовой концентрации пыли в атмосфере горно-рудных предприятий, в условиях повышенной влажности атмосферы и при наличии дыма, который в значительном количестве образуется при взрывных работах. Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключейия влияния мелкодисперсной фазы аэрозоля, дыма и повышенной влажности атмосферы. Поставления цель достигается тем, что в устройство введена каме- ра йредварительной зарядки аэрозоля, установленная перед зарядной камерой 3 7, ф у и подключенная к источнику высоковольтного импульсного напряжения, В качестве источника высоконольтйого импульсного напряжения используется источник микросекундной длительности, с периодом повторения импульсов, на один-два порядка больше длительности импульсов. На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства. Устройство содержит камеру 1 предварительной зарядки аэрозоля 1, генератор 2 высоковольтного импульсного напряжения, зарядную камеру 3, высоковольтный модулятор 4, экранирующие сетки 5, измерительную камеру 6., усилитель 7, синхронный детектор 8, индикатор 9 и воздуходувку 10. устройство работает следующим образом. При помощи воздуходувки 10 пылегазойая смесь протягивается через камеру 1 предварительной зарядки аэрозоля, подсоединенную к вйходу импульсного генератора 2, зарядную камеру 3, подсоединенную к выходу высоковольтного модулятора 4, измерительную камеру б и выбрасывается в атмосферу. В измерительной камере б поток аэрозоля с переменной объемной плотностью заряда индуктивно наводит на измерительном электроде камеры низкочастотное переменное напряжение, которое усиливается усилителем 7, выпрямляется синхронным детектором 8, управляемым модулятором, и поступает на индикатор 9. Заряды, приобретаемые частицами аэрозоля радиусом г > 1 мкм в поле коронного разряда, определяются в основном процессом направленного движения ионов к частице под действием внешнего электрического поля (ударное заряжение). 7817 4 C" ряжения, а в момент паузы, ввиду 40 отсутствия сильного внешнего электрического поля, заряды, приобретаемые этими частицами, незначительны, Поэтому при большой скважности ионизирующих импульсов заряды, преобретаемые крупными частицами эа время, в течение которого мелкодисперсная фаза приобретает заряды, близкие к предельным, оказываются фактически более чем на порядок ниже максимально возможной величины заряда, который они могут прйобрести в поле униполярного коронного разряда при напряжении на коронирующем электроде, равном амплитудному значению импульсного напряжения. Величина длительности и скважности импульсов выбрана из условия обеспечения высокой концентрации ионов в камере предварительной зарядки аэрозоля, при минимальной величине времени протекания интенсивного процесса ударной электризации. При последующей зарядке аэрозоля в зарядной камере в поле низкочастотного униполярного коронного разряда аналогичной полярности, с ионизирующим и подпирающим напряжением на коронирующем электроде,"достаточном для осаждения ионов, образующихся в разрядном промежутке, мелкодисперсная фаза аэрозоля, имеющая после предварительной зарядки заряды, близкие к предельным, в момент действия ионизирующего напряжения практически не приобретает дополнительных зарядов. Поэтому наличие мелкодисперсной фазы не вызывает низкочастотной модуляции заряда потока аэрозоля и эта фаза не регистрируется- измерительным устройством. Более крупные частицы аэрозоля, для которых преобладающим является процесс ударной электризации, приобI С уменьшением размеров частиц" все большую роль играют диффузионные процессы зарядки (обусловленнйе термическим движением ионов) и для частиц аэрозоля с г л 10 м процесс зарядки можно считать чисто диффузионным. Поскольку велйЧйн Г заряда мелко дисперсной фазы аэрозоля не зависит от напряженности внешнего электрического поля-, то в камере предварйтель-, ной зарядки аэрозоля при применении импульсного коронного разряда с малой длительностыа и большой скважностью импульсов ионизирующего напря"" жения прбцесс зарядки мелкодисперсной фазы"интенсивно протекает как в моменты действия импульсов ионизи"" Уующет о "напряженйя, так и во время 63уэы между ними. Эарйдйа кр пных частиц"аэрозоля - интенсивно протекает только во время действия импульсов ионизирующего нап М 65 мерения концентрации дисперсной Фазы аэрозоля обладает по сравнению с прототипом -рядом преимуществ, так как наличие мелкодисперсной фазы аэрозоля" не "влияет на точность измерений. Использование предлагаемого устройства для непрерывного измерения ретают в зарядной камере дополниТельные заряды, вызывая этим низко45 частотную модуляцию заряда потока аэрозоля. При этой переменная составляЮщая заряда, индуктивно наведенного на измерительном электроде заряженным 50 потоком аэрозоля; пропорциональна заряду крупных частиц, который они приобретают в результате процесса ударной электризации в зарядной камере, а мелкодисперсная фаза аэрозоля с г < 10 м:не влияет на точность измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля. Предлагаемое устройство для из747817 Формула изобретения Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержашее воздуходувку, зарядную камеру, подключенную к выходу высоковольтного модулятора, измерительную .камеру, с подсоединенными к ней последовательно усилителем, синхронным детектором, управляемым модулятором Составитель О.Алексеева Редактор Т.Орловская Техред А. щепанская Корректор М.Вигула Заказ 4164/13 Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий — 113035 Иоосква, Ж-35, Раушская наб., д-. 4/5 — Филиал ППП ."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 : 41 концентрации пыли, взвешенной в воздухе промышленных предприятий, позволит решить часть важной народнохозяйственной задачи по улучшению санитарно-гигиенических условий труда рабочих. 5 и индикатором, о т л и ч а ю ta е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исклю ения влияния Мелкодисперсной фазы аэрозоля, в устройство введена камера предварительной зарядки аэрозоля, установленная перед зарядной камерой и подключенная к источнику высоковольтного импульсного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9521502, кл. G 01 и 15/00, 16.07 ° 74 ° 2. Авторское свидетельство СССР 9575547, кл. G 01 и 15/00, 11.05.76. 3. Авторское свидетельство СССР 9479994, кл. С 01 и 15/00, 23.07.73 (прототип).
