Способ анализа взвешенных частиц иустройство для его осуществления

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОУОЮММ СВ ТВЛЬСИУ

Свез Советскмк

Соцнаймстмчеавма

Ресйубйвк

«ц807 146 (е1) Дололммтельмее к авт. свмд-ву (22) Заявлено 09.11.78! (21) 2 б 8 340 3/18«25 с присоединением зеваки й9 (23) Приоритет

Опубликовано 230281, бюллетень ттх 7

Дата епубликоеамия описания 2 302й1 (у)ц g 3

С 01 N 15/02

ГвстдарствемныА «еммтет

СССР ее делам мзебретевмА н открытмА (53) УДХ 543.275.. 3 (088,8) (72) Автор изобретения

Д. Л. Зелнксон

g pl

:;51 ! (54 ) СПОСОБ АНАЛИЗА ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ,. °

Изобретение. относится к способам; н устройствам для исследования физо ческих свойств веществ при определении размеров и концентрации частиц, взвешенных в жидкости и rase и может быть применено для анализа двсперсного состава частиц в системах контроля н защиты окружающей среды от загрязнении. !

Ф

Известен аэрозольный спектрометр позволяющий получить монотонные спектры частиц в интервале стоксовских радиусов R> от 0,4 до10 мкм.

Из уравнения движения частицы в вязком пространстве вращактцейся системы координат получена зависимость pe (йв) график которой в билогарифмически < координатах для частиц с R8 Ъ 10 см мало отличается от прямой. Здесь фугол отклонения частицы от радиуса, проходящего через точку, иэ которой частица начинает -движение. Спектрометр выполнен в виде вращающегося полого стального диска, по оси которого просасывается аэрозоль (l), Вследствие центробежного осаждения часть пыли проходит сквозь специальные щели н образует пучок в радиальном направлении, все более расщепляющийся по мере удаления частиц от осн вращения. Чем крупнее частица, тем на больший угол она отклоняется, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ анализа частиц, включающий регистрацию поляризованного света, модулированного частицами, вращаемыми электрическим полем. Способ основан на том, что сопротивление дисперсионной среды вращению частиц зависит от их размера, поэтому на каждой частоте синхронно вращается только высокодисперсная часть взвеси, а грубодисперсная вьйтадает из синхронизма. Вращающиеся частицы модулируют линейно поляризованный свет с удвоенной -частотой. Интенсивность переменной составляющей светового потока является, ме-" . рой фракционной концентрации (2).

Способ осуществляют устройством для анализа взвешенных частиц, содержащим источник поляризованного света и последовательно расположенные .вдоль его оси систему электродов, генерирующих вращакщееся поле, и фотоприемник, соединенный е дисплеем (2).

Недостатком известного способа является то, что результат анализа редт ставлен в виде дискретного ряда фракционных концентраций, а функция рас .

807146 пределения по размерам находится расчетом. Кроме того, вращающиеся частицы увлекают дисперсионную среду, что приводит к вращению грубодисперсных фракций и к погрешности в измерениях.

При постоянной частоте вращения и достаточной концентрации взвесей может воникнуть ситуация, когда все частицы окажутся вовлеченными во вращение и анализ станет невозможния. Эффект увлечения дисперсионной среды огра-1 1р ннчивает область анализируемых концентраций. 8 очистных сооружениях концентрации взвесей могут достигать высоких значений, при этом для оценки фракционной эффективности очистной аппаратуры необходима информация о дисперсном составе, причем именйо в виде функции распределения частиц по размерам.

Цель изобретения состоит в непосредственном измерении функции распреде- Ю ления частиц по размерам и устранении погрешности, обусловлЕиной увлечени- ем частицами дисперсиоиной среды, позволяющим расширить диапазон концентраций . 2$

Поставленная цель достигается тем, что вращают электрическое поле импульсно и реверсивно в пределах 90 градусов.

Такой способ может быть осуществлен З устройством, содержащим источник по- . лярнзационного света и последовательно расположенные вдоль. его оси систему электродов.,генерирующих вращающееся поле,и фотоприемннк, соединенный .с дисплеем, которое дополнительно снабжено коммутатором, соединяющим электроды с источником постоянного напряжения.

Предложенный чертеж изображает схему устрой"тва для реализации 4© способа анализа взвешенных частиц»

Устройство состоит из источника 1 света, снабженного коллиматором 2 и иоляроидом 3. На оси источника 1 расположена квадрупольная система элект- 4$ родов 4, охватывающая объем со взвешенными частицами, и фотоприемник 5, соединенный с дисплеем б., например осциллографа. Электроды 4 через коммутатор 7 соединены с источником Е

8 постоянного напряжения. Управляющий вход коммутатора 7 и вход синхронизации дисплея б соединены с синхронизатором 9.

При анализе взвешенных частиц кол- цц лиматор 2 образует параллельный луЧ света источника 1, линейно поляризованный поляроидом 3. Луч зондирует днсперсную систему, заключенную между электродами 4 и проходит к фотоприемнику 5. Коммутатор 7 соеднняет источник 8 постоянного напряжения к одной паре квадрупольной системы электродов 4. а электрическом поле этой пары электродов частицы ориентируются вдоль поля. Совокупность, — эз ориентированных частиц вытянутбй форин обладает свойством поляризации оптического излучения, причем степень поляризации зависит от концентрации частиц и их формы. Если плоскость поляризации при этом совпадает с направлением электрического поля, тогда на фотоприемник 5 поступает максимальный световой поток от источника 1 света.

Затем управляющий сигнал синхронизатора 9 переключает коммутатор 7 на ортогональную пару электродов 4 и запускает развертку на экране дисплея б. Электрическое поле изменяет ориентацию на 90 градусов. Взвешенные частицы начинают переориентироваться в соответствии со своим временем вращательной релаксации, которое определяется размером частиц. Тогда световой поток на фотоприемник 5 начинает уменьшаться по мере вращения каждой фракции до угла 90 градусов и достигает минимума после поворота наиболее крупных частиц.

Кривая изменения интенсивности света, записанная на экране дсиплея б, отображает функцию распределения частиц по размерам, если время переключения коммутатора 7 на много меньше времени вращательной релаксации частнц. Нри обратном переключении электродов 4 сигнал с фотоприемника

5 воспроизводит функцию распределения при изменении светового потока от минимума до максимума.

Применение масштабных логарифмических усилителей, преобразуккцих координаты экрана дисплея б в логарифмнчески-вероятностную форму позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

1. Способ анализа взвешенных частиц, заключающийся в регистрации поляризованного света, модулированного частицами, вращаемыми электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью измерения функции распределения частиц по размерам и устранения погрещности, обусловленной увеличением частицами дисперсионной среды, электрическое поле вращают импульсно и реверсивно в пределах 90 градусов.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее источник поляризованного света и последовательно расположенные вдоль его оси систему электродов, генерирующих вращающееся поле, фотоприемник с дисплеем, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено коммутатором, соединяющим электроды с источником постоянного напряжения.

807146

Составитель В.Вощанкйн

Техред Т. Иаточиа Корректор, И.Муска

Редактор Н.лазаренко

Эаказ 273/66 Тираж 918 Подписное

8HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, X-35, Рау аскав наб., д.4/ 5 филиал IIIIII Патент, г.ужгород, ул4Проектная,4

Источники информации, цринятые во внимание при экспертизе

1. Труды института-;эксперимеь альной метеорологии Главного управления гидрометеорологической службы при

Совете Министров СССР. Вып. 25, 1972, с.81-94.

2. Авторское свидетельство СССР

М 489995, ил. G 01 М 15/02, 1976 (прот отий) °