Адаптивный пылемер

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советсиик

Социалистически к

Республик

< >911

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 l ) Дополнительное к авт. свид-ву{51)М. Кл. (22) Заявлено 240680 (21) 2945031/18-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

6 01 М 15/00

1ЬвударснанаН кюмктат

СССР аа дмам кзабрвтвиий . и еткрыткв

{53) УДК543.275 (088.8}

Дата опубликования описания 070382 -«.Ь -;:т. т.Ъ,, ":< 4ч.4"". 7;", !

-/ (72) Авторы изобретения

В.Т.Маликов, И.Я.Хаимзон и В.М.Дубовой

Винницкий политехнический институт (7l) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ ПЫПЕМЕР

Изобретение относится к определению концентрации твердых частиц в

Ф потоке аэрозоля и может найти применение в медицине, энергетике, метеорологии и других,отраслях народного

S хозяйства.

Известно устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в потоках аэрозолей, содержащее трубопроводы подачи воздуха и аэрозоля, емкостные датчики, схему преобразования сигнала, заслонку., привод и два корпуса, причем в первом корпусе установлены измерительный датчик, периодически заполняемый пробой твердого компонента, а во втором два компенсационных датчика (1).

Недостатками известного устройства являются бопьшая погрешность измерения малых концентраций аэрозоля

1 емкостными датчиками, сложность автоматизации и длительность процесса взятия пробы твердого компонента и последующей очистки с пробой.

Известен также прибор для определения величины и знака заряда аэрозоля, содержащая корпус с каналом, электроды, высоковольтный источник питания, фотоэлектрический счетчик и анализатор импульсов j 2) .

Недостатком известного прибора яв. ляется большая погрешность при измерении высоких концентраций пыли, обусловленная большими погрешностями фотоэлектрического счетчика при больших концентрациях пыли, Наиболее, близким к изобретению с является автоматический пыленер

ЗИП-9М, содержащий фотоэлектрическую измерительную линию, состоящую из осветителя, входнрго патрубка, измерительной камеры, расходомера,, регулятора расхода, фотоумножителя и усилителя, электростатическую измерительную линию, состоящую из входного патрубка, соединенного с заряд-, 911230 ной камеры, индукционного кольца, расходомера, регулятора расхода и зарядочувствительного усилителя,. ,подавитель пульсаций потока, воздуходувку, амплитудный анализатор, s схему цифровой индикации, устройство вывода на ленточный носитель, причем первый выход индукционного кольца соединен со входом зарядочувствйтельного усилителя, а второй подключен ко входу расходомера, выход ко.торого соединен с одним из входов воздуходувки, к другому входу которой подключен регулятор расхода. Пылемер обладает высокой точностью при измерении малых концентраций пыли, т.е. таких концентраций, при которых, световой луч в измерительной камере фотоэлектрической измерительной линии в каждый момент времени пересе- 26 кает только одна частица пыли. При увеличении концентрации пыли погрешности от наложения сигналов нескольких частиц и от многократного рас-сеяния света резко возрастают (3). 2$

Недостатками известного устройст" ва являются низкая точность измере. ния высоких концентраций пыли с помощью фотоэлектрической измерительной линии и возможность использова- 39 ния устройства только при стЖильных электрофизических характеристиках аэрозоля.

Цель изобретения - повышение точности измерения высоких концентраций З пыли и расширение области применения пылемера.

Поставленная цель достигается тем, что в пылемер, содержащий схему индикации и две измерительные линии, 4в одна из которых состоит из последова- тельно соединенных осветителя, измерительной камеры, фотоэлектрического умножителя и усилителя, а вторая включает в себя пробоотборный патру" 4 бок, соединенный с зарядной камерой, индукционное кольцо, первый выход которого соединен со входом зарядочувствительного усилителя, а второй подключен ко входу расходомера, выход в которого соединен с одним из входов воздуходувки, к другому входу которой подключен регулятор расхода, дополнительно снабжен электростатическим модулятором, содержащим модулирующие электроды, установленные в пробоотборном патрубке, управляемый источник высокого напряжения, блок управления, блок деления и блок перемно4

1 жения, причем измерительная камера соединена с выходом зарядной камеры и входом индукционного кольца, а выходы усилителя, зарядчувствительного усилителя и первый выход блока управления подключены ко входам блока деления, выход блока деления, второй выход блока управления и выход зарядочувствительного усилителя подключены ко входам блока перемножения, выход которого подключен ко входу сйстемы индикации, а третий выход блока управления подключен ко входу управляемого источника высокого напряжения, выход которого подключен к модулирующим электродам.

На фиг.1 представлена блок-схема адаптивного пылимера, на фиг.2 - временные диаграмы, иллюстрирующие работу устройства.

Пылемер содержит измерительную линию, состоящую из осветителя, фото. электрического умножителя и усилителя 1, измерительную камеру 2, пробоотборный патрубок 3, модулирующие электроды 4, зарядную камеру 5; индукционное кольцо 6, расходомер воздуходувку 8, регулятор 9 расхода, управляемый источник 10 высокого напряжения, зарядочувствительный усилитель 11, блок 12 управления, блок

13 деления, блок 14 перемножения, . схему 15 индикации.

Контролируемый аэрозоль с помощью воздуходувки 8 протягивается последовательно через пробоотборный патрубок 3, модулирующие электроды

4, зарядную камеру 5, измерительную камеру 2 с индукционным кольцом 6 и расходомер 7. Расход аэрозоля регулируется регулятором 9 расхода.

Цикл работы пылемера состоит из периода адаптации и периода измерения. В течение периода адаптации напряжение О на выходе блока 12 управления равно нулю. При этом управляемый источник 10 высокого напряжения,, вырабатывает высокое напряжение Uy„ поступающее на электроды 4 модулятора потока аэрозоля. Напряжение Ug выбирается такой величины, что через модулятор проходят лишь те час" тицы аэрозоля, траектория которых лежит в середине межэлектродного расстояния, т.е. на наибольшем удалении от электродов модулятора. Остальные частицы под действием электрического поля осаждаются из потока аэрозоля, в результате чего кон911230 центрация аэрозоля снижается до уровня фс1, при котором измерение концентрации пыли измерительной ли, нией 1 осуществляется с высокой точностью. Частицы твердой фазы аэро- 5 золя из модулятора попадают в зарядную камеру 5, где приобретают электростатический заряд, и далее попадают в измерительную камеру 2 ,с индукционным кольцом 6. В измери ;тельной камере 2 происходит измере" ние концентрации аэрозоля с помо щью фотоэлектрической измерительной линии повышенной .точности при измерении малых концентраций пыли 1, а также измерение объемного заряда аэрозоля, пропорционального измеряемой концентрации пыли, с помощью .индукционного кольца 6 и зарядочувствительного усилителя 11. Резуль- 20 таты измерения поступают на входы блока 13 деления, где по сигналу 11 блока 12 управления производится деление выходного "игнала х„ измерительной линии l на выходной сиснал х„„зарядочувствйтельного усилителя 11, Результат деления сохраняется на.выходе блока 13 деления до следующего периода адаптации.

Зо

В течение периода измерения по сигналу U< блока 12 управления высокое напряжение U@, поступающее на электроды 4 модулятора, уменьшается, и аэрозоль поступает через модулятор и зарядную камеру 5 в измерительную камеру 2 без изменения концентрации

В измерительной камере с помощью индукционного кольца 6 и зарядочувствительного усилителя 11 измеряется 9 объемный заряд аэрозоля пропорциональный измеряемой концентрации пыли Ц .

Результат измерения. х поступает на вход блока 14 перемнойения, где по сигналу 0> блока 12 управления умно-45 жается на выходной сигнал блока 13 деления. На выходе блока 14 умножения появляется сигнал х, определяемый соотношением

f х х - =k g- - = g х К4й

Ъ х с 2. 1..) с, где Р - коэффициент преобразования . измерительной линии 1;

К - коэффициент преобразования электростатической линии, 55 состоящей из зарядной камеры

5, индукционного кольца 6 и зарядочувствительного усилителя 11.

Таким образом, коэффициент преобразования концентрации пыли в сигнал хg равен коэффициенту преобразования измерительной линии 1. Следовательно погрешность преобразования не превышает погрешности измерительной линии 1 при измерении малых концентраций пыли. ,Результат измерения концентрации пыли отображается схемой 15 индикации.

Преимуществами предлагаемого адаптивного пылемера являются высокая точность измерения больших концентра" ций пыли, обусловленная высокой точностью Фотоэлектрической измерительной линии при измерении малых концент. раций пыли, и более широкая область применения пылемера, обусловленная независимостью коэффициента преобразования фотоэлектрической линии от электрофизических свойств пыли. !

Формула изобретения

Адаптивный пылемер, содержащий схему индикации и две -измерительные линии, одна из которых состоит из последовательно соединенных осветителя, измерительной камеры, фотоэлектрического умножителя и усилителя, а вторая включает в себя пробоотборный патрубок, соединенный с зарядной камерой, индукционное кольцо, первый выход которего соединен со входом зарядочувствительного усилителя, а второй подключен ко .входу расходомера, выход которого соединен с одним из входов воздуходувки, к другому вхо". ду - которой подключен регулятор расхода, отличающийся тем, что,,с целью повышения точности измерения высоких концентраций пыли и расширения области примененйя пылемера, в него дополнительно введены электростатический модулятор, содержащий модулирующие электроды, установленные в flpoGooTGopHOM патрубке, управляемый источник высокоГо напряжения, блок управления, блок .. деления и блок перемножения, причем измерительная камера соединена с выходом зарядной камеры и входом ин . дукционного кольца, а выходы усили" теля, зарядочувствительного усилителя и первый выход блока управлению подключены ко входам блока деления, выход блока деления, второй выход блока управления и выход зарядочувст. вительного усилителя подключены ко входам блока перемножения, выход коВНИ

Тир

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

Реа г

7 911230 8 торого подключен ко входу схемы инди= 1. Авторское свидетельство СССР кации, а третий выход блока управле- Ю .376694, кл. G 01 М 15/00 1971. ния подключен ко входу управляемого 2., Авторское свидетельство СССР источника высокого напряжения, выход N 508724, кл. С 01 N 15/00, 1974. которэго подключен к модулирующим > 3. Подольский А.А., Логвинов Л.И., электродам. Автоматический пылемер ЭИП-9И. -"ИзИсточники информации, мерительная техника", 1977, h" 12, принятые во внимание при экспертизе с.бб-б7 (прототип).