Способ отбора проб аэрозолей

 

(ii 875253

Союз Севетскин

Социапистическин

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03. Ol 80 (21) 2887936/25-26 с присоединеннент заявки №вЂ” (23) Приоритет —.

Опубликовано 23,10.81, Вюллетень № 39 (51)М. Кл.

G О) и 1/22.

36еуАврстеенный комитет

СССР ао делам изобретений н атнрытвй (5З) УДК543.053 (088.8) Дата опубликования описания 23,) 0 8) (72) Авторы изобретения

А. И. Горский и В. Т, Хрущ (7I ) Заявитель

И(ут,; ; (54) СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ АЗРОЗОЛЕЙ!

Изобретение относится к исследованиям физических и химических свойств веществ, а более конкретно к области получения и подготовки образцов при исследовании аэрозолей, и может быть использовано при изучении загрязнения атмосферы радиоактивными и другими компонентами загрязнения.

В настоящее время для исследовани и контроля за аэрозольным загрязнением внешней среды отбирают пробы путем протягивания воздуха через. фильтры. Во всех случаях, а особенно при отборе проб полидисперсных аэрозолей на местности, в условиях переменного по направлению и скорости. ветра весьма остро стоит вопрос о представительности получаемых проб, в первую очередь о соответствии количества аэрозольных частиц разных размеров в пробе истинному содержа20 нню таких частиц в исследуемой среде.

Известен способ изокинетического пробоотбора с автоматической регулиоовкой линейной скорости движЕния воздуха во входном сечении входной головки путем изменения в процессе пробоотбора расхода воздуха в соответствии с показаниями датчика ) ) ).

Недостатком способа является переменный объемный расход воздуха через входное сечение входной головки. Это означает, что в среднем производительность отбора проб будет составлять менее половины той, котор ло может обеспечить насос, рассчитываемый на обеспечение пробоотбора при максимально возможном потоке аэрозолей.

-Например, если необходимо обеспечить отбор проб в полевых условиях с возможным измерением скорости ветра в диапазоне 1-15 и/с через входное сечение площадью 1 см,то в соответствии

2. с изменением скорости ветра объемный расход воздуха надо будет изменять в диапазоне 6-90 д/мин. В то же время средняя скорость ветра составляет обычно около 5 м/с, чему в данном ют изменение от точки измерения скорости потока до точки отбора пробы в соответствии с мгновенным значением скорости потока, при этом площадь входного сечения изменяют равномерно по всему периметру, а скорость изменения площади входного сечения и расстояния между точкой пробоотбора и точкой измерения скорости потока определяют IIO величине возможного ускорения потока воздуха.

На чертеже представлена схема осуществления способа, Схема состоит из устройства 1 для автоматического перемещения датчика скорости потока, датчика 2 скорости потока, устройства 3 управления площадью входного сечения, Способ осуществляется следующим г0 образом, В точке А измеряют мгновенное зна" чение Vp (см/сек) скорости набегающего воздушного потока, направление которого показана стрелкой. В зависи25 мости от этого значения отбор пробы аэрозолей начинают осуществлять через входное сечение Б,которое расположено на расстоянии 1 от точки измерения

А и площадь S которого устанавливаЗ0 ют по формуле

S = W/× где W — - постоянный расход воздуха . через входное сечение, см /с, В результате, линейная скорость движения воздуха непосредственно за сечением Б равняется линейной ско-рости набегающего потока V< и при стационарном потоке (V<= const) будет удовлетворяться условие изоки40 нетичности

Пусть в некоторый момент времени в точке измерения А линейная скорость изменилась скачкообразно на некоторое значение h,V т,е, стала равной

4 Ч = ЧО + ЬЧ, В точке Б линейная скорость в этот момент времени еще остается равной Ч„ . Она изменитсяна величину ИЧ когда из точки А в точку Б дойдет фронт возмущения, движущийся со скоростью Ч(Ь), т.е. спус50 тя время б = 1/V. Это и есть тот интервал времени, который по предлагаеМоМу способу предоставляется для регулировки входного сечения до площади S (t +Х)=W/V + b Ч, В действительности, изменение скорости набегающего потока воэдуха во времени t происходит не мгновенными скачками, а относительно плавно. В общем виде

875253 примере соответствует расход воздуха 30 д/мин, т.е. мощность насоса будет использоваться в среднем на одну треть. Переменный расход воздуха, кроме того, создает дополнительные трудности в интерпретации результатов измерения.

Кроме того, недостатком устройства является инерционность процесса пробоотбора.

IO

Время, в течение которого производительность отбора пробы можно изменить,например,от величины 30 л/мин до 60 л/мин (или наоборот)1 исчисля" ется десятыми долями секунды. В ре" зультате, даже если датчик скорости ветра и остальные элементы электронно-механической системы автоматического регулирования практически безынериионны, изменения фактического расхода воздуха через входное сечение будет отставать от изменения скорости набегающего потока, Это означает, что отбор проб по способу принципиально не может обеспе чить необходимого равенства линейной скорости движения воздуха во входном сечении и в набегающем потоке, Значит, принципиально не обеспечивается точное условие изокинетич" ности, требуемой для представительного отбора проб аэрозолей, Известен способ изокинетического пробоотбора,включающий изменение скорости набегающего потока, уравнивание линейной скорости движения потока во входном сечении со скоростью набегающего потока путем изменения площади входного сечения f 2).

Недостатком способа является недостаточная представительность отбору проб при изменениях набегающего потока, которая объясняется нарушением требования об отсутствии искажения профиля скоростей движения потока, обусловленное наличием заслонки непосредственно у входного сечения пробоотборника, Цель изобретения — улучшение представительности отбираемых проб любых изменениях потока, Указанная цель достигается тем, что в способе отбора проб аэрозолей, включающем измерение скорости набегающего потока, уравнивание линейной скорости движения потока во входном сечЕнии со скоростью набегающего потока путем изменения площади входно,го сечения, одновременно осуществля875253 б постоянном расходе воздуха через входное сечение пробоотборника без искажений профиля скоростей, т,е. ликвидирует такой недостаток,.как искажение профиля скоростей из-за запаздывания регулировки входного сечения по отношению к фактическим мгновенньм значениям скорости набегающего потока воздуха, Формула изобретения

При достаточно продолжительном пробоотборе величина скорости Ч мо" жет существенно отличаться от начального значения Vo, Это означает, что расстояние 1 между точкой измерения А и входньм сечением Б должно также изменяться, Предлагаемый способ будет действовать успешнее всего в непрерывном режиме, когда регулировку площади входного сечения и расстояние 8 постоянно. корректируют в соответствии с мгновенными значениями скорости набегающего потока в точке А, Это мо-.

35 жет быть достигнуто с помощью раз,личных автоматических систем электронно-механического регулирования, Способ позволяет обеспечить авто40 матический отбор проб аэрозолей при эти изменения можно описать через величину ускорения

V(t) = Vð + a(t) дс

Для сравнительно малого промежутка времени t можно считать, что ускорение постоянно, т.е, a(t) а >.Тогда в точке А

Чь(е) - Ч + а с, а перед входньм сечением Б

V0 = Vo + а, (с-2 ).

Изменение площади входного сечения можно обеспечить по такому закону, чтобы изменение линейной скорости засасывания происходило по аналогичной формуле

0 (t) = 0o + Oo И.-Ю

В результате, в любой момент времени по обе стороны от входного сечения пробоотборника будет выполняться условие изокинетичности

UH)= чЮ).

Способ отбора проб аэрозолей включающий измерение скорости набегающего потока, уравнивание линейной скорости движения потока во входном сечении со скоростью набегающего потока путем изменения площади входного сечения, отличающийся тем, что, с целью улучшения предварительности отбираемых проб при любых изменениях потока, одновременно осу-, . ществляют изменение расстояния от точки измерения скорости потока до точки отбора пробы в соответствии с мгновенным значением скорости потока, при этом площадь входного сечения изменяют равномерно по всему периметру, а скорость изменения площади входного сечения и расстояния между точкой пробоотбора и точкой измерения скорости потока определяют по величине возможного ускорения потока воздуха, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3, авторское свидетельство СССР

¹ 25ПЗЗ, кл, G Ol N 1/24, 1968.

2, Авторское свидетельство CCCP № 444964, кл. G 01 N 1/24, !972.

875253

Составитель С, Фатеева

Редактор Т. Кугрьппева Техред А.Бабинеч Корректор И Стец

Заказ 9323/68 Тираж 9)0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035 Иосква Ж-35 Ра шская наб., 4 5 .к л. а Х ад

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