Способ определения масс и зарядовчастиц аэрозолей

 

О П И С А Н И Е (842495

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт . свид-ву (22) Заявлено 17. 08. 79 (21) 2810251/18-25 с присоединением заявки,% (5l)M. Кл.

6 01 М 15/02 (23) Приоритет

Гааудератеенный комитет

СССР.. (83), gl =,;4 О %Й ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень .% 24

Дата опубликования описания 01.07.81

1 (72) Авторы изобретения

Я. Й. Салым, М. М:..фишер и Л. Ю. Виснапу

Тартуский ордена Трудового Красного Знамени государственный унивеоситет (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСС И ЗАРЯДОВ

ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЕЙ

Изобретение относится к технике

Измерения параметров частиц аэрозоля, а именно их масс и зарядов.. Известен способ .измерения дисперс5 ного состава аэроэолеи, в котором поток аэрозоля ионизируют, например, .с помощью коронного разряда, воздействуют на заряженные аэрозольные частицы переменным электрическим полем о и измеряют заряд аэрозольных частиц, а также изменяют частоту этого поля.

Измерение заряда производят при каждом фиксированном значении частоты поля f 11.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения электрических зарядов частиц аэрозолей, в котором исследуемый аэрозоль подают в измерительную кювету с электродами, воздействуют на аэрозоль знакопеременным напряжением и оптически регистрируют траектории движения-аэрозольных частиц, по которым определяют их заряд f 23. Однако в данном способе броуновское движение и испарение частиц оказывают большое влияние на точность измерения их параметров.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем уменьшения броуновского движения н испарения частиц на точность. регистрации траекто"

PHfi e

Указанная цель достигается тем, что в способе определения масс и зарядов частиц аэрозолей, заключающемся во введении исследуемого аэрозоля в ,измерительную кювету с электродами, воздействии на аэрозоль знахопеременным напряжением и регистрации траек-, торий частиц; аэрозолей, аэрозолю в межэлектродном пространстве дополнительно сообщают ускорение путем наложения внешней силы.

Причем в качестве внешней силы используют центробежную силу.

3 842495 . 4

На чертеже изображено устройство При размерах азрозольных частиц для реализации предлагаемого способа, порядка одного. микрона и ниже скообщий вид. рость падения частиц под действием устройство содержит корпус 1 с, за-. силы тяжести становится настолько ключенной в нем кюветой 2 ° установ . малой, что броуновское движение и ис ленные в ней посредством изоляторов 3 парение начинает мешать измерениям электроды 4, закрываемые кранами ка- размеров и. зарядов частиц. Эффективналы 5 для аспирации исследуемого аэ- ным способом приближения к частицам .Розоля, подключенный к электродам 4 ис- с меньшими размерами при измерениях точник 6 знакопеременного напряжения, <0 является сообщение ускорения движению оптически соединенные с кюветой 2 ис- частиц действием центробежной силы точник 7 света и фоторегистратор 8. сообщив измерительной кювете вращаКорпус 1 выполнен в виде тела с воз- тельное движение. можностью вращения вокруг оси 00 Для регистрации траекторий частиц проходящей за пределами межэлектрод- 15 аэрозоля с целью измерения массы и ного пространства 9. При этом рабочие заряда каждая частица должна пройти

pëîñêoñòè электродов сориентированы некоторое расстояние х, которое не па аллельно плоскости вращения корпуса. может быть выбрано в очень широком тоКорпус оснащен приводом 10,,обеспечи- диапазоне, а зафиксировано в некот вающим вращение измерительной кюветы 22р рых разумных границах. С уменьшением с заданной частотой. Входное отверс- радиуса частицы скорость падения потие 11 канала 5 для аспирации иссле- следней (согласно формуле Стокса-Милд емого аэрозоля расположено на оси ликена-Каннингэма ) быстро уменьшается дуемого э

00 вращения корпуса 1

U= f1+ „ 0,664+0,290Np,(-1,25 )ц()

Кювета 2 представляет собой камеру 5 . g g азме ами 70 х 70 х 70 мм с окнами. rpe P — плотность частицы;

Q — ускорение силы тяжести;

Ко п с 1 изготовлен в виде двух стяКорпус

L — средняя длина свободного пронутых болтами одинаковых латунных бега молекул среды; половинок. Посредством изоляторов 3 1 — вязкость среда. в кювете 2 установлены плоскопарал- gp

4 Размеры абочих Следовательно, увеличивается время, лельные электроды . азмер

15 х мм требуемое для прохождения упомянутоповерхностей электродов х

Ф

5 мм. го расстояния х. Это нежелательно ввиду того, что частицы за это время расстояние между ними

35 в большей степени испаряются, так как увеличивается действие диффузии, поами 4 напряжения, источником 7 света и фотоу частицы увеличивается со временем, регистратором 8 установлены на валу дх -40, привода 10, 4р где 0 - коэффициент диффузии, который

Способ осУществлЯетсЯ следУющим . . больше у более мелких частиц. образом.

Скорость V упорядоченного движения

Исследуемые частицы аэрозоля втяги- частицы мо но увелйчить, придав кювеваются в кювету 2 crepes отверстие 11 те вращательное движен е, отчего уменьканала 5, закрываемого кранами. Фото- 45 шается время и и смеще е х регистратором 8 служит фотоаппарат

Расчетные формулы для определения с планахроматическим микрообъектирадиуса ъ и заряда . частицы, полученвом ON-2. В качестве источника 7 ные на основе формулы Стокса с поправсвета используют импульсную лампу кой Каннингэма, следующие: ю частиц применяют пленки чувствитель- t =0,5 À L + „ «p) ) А.1 р ностью 1000 ед. ГОСТ с обработкой в ф оновом проявителе. Треки частиц 1 0

/41 енидо

ЪU/d получают в виде последовательности темных точек, при этом треки м реки более

55 где S - длина отрезка трека, соответмелких частиц при невращ п и н в ащающейся кюве- ствующего промежуткам между те искажаются роунов я б о овским движением. световыми импульсами (расстояние от 1-ой до н +1 -ой точП и в ащении корпуса эти искажения ние от 1-ой до (н+ )-о точри вр заметно уменьшаются.

95 4 во введении исследуемого аэрозоля .в измерительную кювету с электродами, ° воздействие на аэрозоль.знакоперемен-. ным напряжением и регистрации траекторий частиц аэрозолей,,о т л и ч а" ю шийся тем, что, с целью повы шения точности измерений путем уменьшения влияния броуновского движения и испарения. частиц на точность регистрации траектории, аэрозолю в меж" электродном IlpocTpaHcTBe дополнительно сообщают ускорение путем наложения внешней силы.

2. Способ по,п. I, о т л и ч а —, ю шийся тем, что в качестве внешней силы используют центробежную силу

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 545902, кл. 6 01 Й 15/02, 1975..

2. Спурный K. и др. Аэрозоли. М., Атомнэдат, 1964, с. 186-187 (прото.тин).

8424

f — частота, следования световых импульсов;

Р » угол между траекторией и вер" тикалью;

U — - напряжение на электродах;

d — расстояние между электродами; ,, — динамическая вязкость газовой среды;

Р и р- плотность частицы и газа; а — центробежное ускорение; 10

L — средняя длина свободного пробега молекул газа;

А — численный коэффициент, равный для жидких капель 0,86;

К вЂ” суммарное увеличение фотогра- 15 фирующей и проектирующей систем.

Предлагаемый способ позволяет существенно увеличить точность определения масс и зарядов частиц аэрозоля 20 с размерами, меньшимй одного микрона.

Формула изобретения

1. Способ определения масс н зарялов частиц аэрозолей, заключающийся

Состуйитель Е. Маллер

Редактор Т. Мермелштайн Техред М,Голинка Еорректо :Е. Рошко:

Заказ, 5055 44 Тираж 907 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,(Москва, Ж-35в! Ра ская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4