Устройство для измерения концентрации аэрозолей

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>98351 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 090781 (21) 3315217/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 231282. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 231282 (51) М. Кл.з

G 01 N 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 543. 275. . 3 (088. 8) A.A. Трусов, В.И; Турубаров, Д.Г. Попов, В.В. Румянцев и О.Е. Карбышев (72) Авторы изобретения

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

АЭРОЗОЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургической, энергетической, химико-технологической отраслях промпапенности.

Известно устройство для измерения концентрации твердых. частиц в газоходах, содержащее отводную трубку, внутри которой имеется зонд, соединенный с прибором, измеряющим концентрацию частиц. В отводной трубке осуществлено движение газового потока с постоянной скоростьв 1).

Недостатком устройства является снижение достоверности измерения эа. счет принудительного изменения скорости газового потока.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее установленные в газоходе последовательно-по потоку аэрозоля зарядную камеру, включающую внутренний,.соединенный с высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклоняющие электроды, один из которых подключен к источнику постоянного напряжения, а другой - к шине нулевого потенциала, и индукционную измерительную камеру, подключенную к преобразователю. Устройство позволяет измерять объемную концентрацию дисперсной фазы аэрозоля.При известной плотности частиц можно получить значение массовой концентрации дисперсной фазы аэрозоля (2).

Недостатком устройства является невозможность определения текущего и суммарного значения массы аэрозолей вследствие того, что в них учитывается информация об изменении скорости потока аэрозоля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения массы аэрозольных выбросов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем уста- . новленные в газоходе последовательно по потоку аэрозоля зарядную камеру, включавшую внутренний, соединенный с высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклонявщие электроды, один из которых подключен к источнику постоянного напряжения, а другой — к шине нулевого потенциала, и индукционную измерительную камеру, подключенную к преобразователю, наружный электрод зарядной.983517 камеры выполнен в виде двух секций, разделенных изолятором, и в устройство введены два блока усиления, блок деления, блок сравнения, блок вычисления массы аэрозолей и задатчик отношения коронных токов, подключенный к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока деления, соединенного через блоки усиления с секциями наружного электрода зарядной камеры, 10 выход блока сравнения подключен к входу высоковольтного модулятора и к первому входу блока вычисления массы аэрозолей, второй вход которого, подключен к выходу преобразователя. 15

Измерение объемной концентрации дисперсной фазы потока аэрозоля при непрерывном измерении скорости потока путем определения перераспределения коронного тока между секциями наружного электрода зарядной камеры, достигаемое предлох<енной конструкцией зарядной камеры и введением в устройство новых блоков, позволяет определить текущее и суммарное значение массы аэрозолей.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2кривая зависимости изменения скорости! потока аэрозоля Ч во времени и соответствующая ей кривая изменения выходного напряжения высоковольтного модулятора U.

Устройство для измерения концентрации аэрозолей содержит установленные s газоходе 1 последовательно по потоку аэрозоля зарядную камеру, включающую внутренний электрод 2, выполненный в виде иглы, и наружный электрод 3, выполненный в виде двух секций, разделенных изолятором 4, отклоняющие электроды 5 и б и индук= ционную.измерительную камеру, содержащую электроды 7 и 8.

Кроме того, устройство содержит высоковольтный модулятор 9, источник 10 постоянного напряжения, преобразователь 11, блоки 12 и 13 усиления, блок 14 деления, блок 15 срав нения, задатчик 16 ртношения коронных токов и блок 17 вычисления массы аэрозолей.

Для определения текущего значени массы аэрозолей блок 17 вычисления массы аэрозолей выполнен в виде умножителя. При необходимости определения также и значения суммарной массы аэрозолей в течение необходимого интервала времени в блок 17 вычисления массы аэрозолей вводят дополнительно интегратор. 60

Устройство работает следующим образом.

С высоковольтного модулятора 9 на внутренний. электрод 2 зарядной камеры лодакр импульсный униполяр- 65 ный сигнал (фиг. 2 ) и между внутренним электродом 2 и нарух<ным. электродом 3 зарядной камеры возникает коронный разряд, ионизирующий межэлектродный промежуток. Из поступающего в газоход 1 потока аэрозоля в зарядной камере формируются пачки заряженных частиц, которые далее проходят между отклоняющими электродами 5 и б в индукционную измерительную камеру. В зарядной камере аэрозольные частицы приобретают заряд, пропорциональный квадрату их радиуса. В электростатическом поле отклоняющих электродов 5 и 6 происходит смещение частиц на величину, пропорциональную их радиусу. В результате часть аэрозольных частиц, попавших в пространство между электродами

7 и 8 измерительной камеры, наводит на электрод 8 заряд, величина которого прямо пропорциональна объемной концентрации измеряемого потока аэрозоля. Полученный сигнал подается на преобразователь 11, прокалиброванный с учетом известного значения плотности аэрозольных частиц. С выхода .усилителя 11 сигнал, пропорциональный массовой концентрации аэрозоля, поступает на вход блока 17 вычисления массы аэрозолей. Коронные токи, снимаемые с секций наружного электрода 3 зарядной камеры, усиливаются блоками 12 и 13 усиления и далее вычисляется их отношение в блоке 14 деления, что обеспечивает независимость процесса измерения от параметров среды (температуры, влах<ности, концентрации аэрозоля и т.д.) . С блока 14 деления сигнал подается на вход блока. 15 сравнения, на другой вход которого от задатчика 16 отношения коронных токов подается опорный сигнал, соответствующий заданной скорости потока аэрозоля. Поскольку при изменении скорости потока аэрозоля происходит перераспределение тока короны между секциями зарядной камеры из-за наличия сноса ионов, увлекаемых потоком воздуха, с выхода блока 15 сравнения снимается разностный сигнал, пропорциональный текущей скорости потока аэрозоля, который поступает на другой вход блока 17 вычисления массы аэрозолей, где умножается сигнал, пропорциональный массовой концентрации аэрозоля, I и на вход высоковольтного модулятора 9. В модуляторе по.входному сигналу регулируется уровень постоянной составляющей выходного напряжения Ч ,для корректировки величины сноса ионов при изменении скорости потока (фиг. 2), что обеспечивает расширение динамического диапазона измерения скорости потока аэрбзоля. В бло-. ке 17 формируется сигнал, пропорци-., 983517 ональный текущему значению массы аэрозольных выбросов, а при его дополнительном интегрировании пропорциональный суммарному значению массы аэрозолей в течение необходимого интервала времени.

Таким образом, предлагаемое устройство для измерения концентрации аэрозольных выбросов може.. быть Нспользовано для экспресс-контроля за текущим и суммарным значениями массы аэрозолей в газоходах промышленных предприятий.

Формула изобретения

--Устройство для измерения концентрации аэрозолей, содержащее установленные в газоходе последовательно по потоку аэрозоля зарядную камеру, включающую внутренний, соединенный с высоковольтным модулятором, и наружный электроды, отклоняющие электродьИ один из которых подключен к источнику постоянного напряжения, адругой — кшине нулевого потенциала, индукционную измерительную камеру, йодключенную к преобразователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет измерения массы аэрозолей, наружный электрод зарядной камеры выполнен в виде двух секций, разделенных изолятором, и в устройство введены два блока усиления, блок деления, блок сравнения, блок вычисления массы аэрозолей и задатчик отношения коронных токов, подключен ный к первому входу блока сравнения; второй вход которого подключен к выходу блока деления, соедйненного через блоки усиления с секциями на15 ружного электрода зарядной камеры, выход блока сравнения подключен к входу высоковольтного модулятора и к первому входу блока вычисления массы аэрозолей, второй вход которо.

2Q го подключен к выходу преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции Р 2388268, . «75 кл. G 01 М 1/24, 1978. и 2. Лвторское свидетельство СССР

Р 40912, кл. G 01 и 27/62, 1972.

983517

Составитель В. Иванова

Редактор О. Юрковецкая Техред К.Мыцьо Корректор У, Пономаренко

Заказ 9908/49 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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