Устройство для измерения заряда частиц порошкового материала Советский патент 1983 года по МПК G01R19/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА ЧАСТИЦ ПОРОШКОВОГО

Изобретение относится к измерительной технике и может быть нсдользовано в электрогазоочистке, химической промышленности и электронно-ионной технопогик для измерения величины заряда частиц порошковогч материала.

Известно устройство для измерения зарэда частиц порошкового материала, содержащее рабочую камеру из диэлект рического материала, внутри которой установлены электроды, узел отсеюа, соединенный с рабочей камерой, на противоположном конце которой разм&щен наконечник с отверстием апя введения частиц исследуемого порошково- .го материала, и симметричный двухпопярный преобразоват1ель высоксхго напряжения, при этом электроды выполнены в виде съемных пластин, поЬклю ченных к разноименным полюсам ynoMS нутого симметричного двухпо1щрн9гр преобразователя Cl j

Недостатком этого устройства является непригодность его для изм МАТЕРИАЛА

рения заряда частид с удельньм объ«ун ным сопротавлением менее Ю Ом. м из-за перераспределелгая заряда при контакте частицы с поверхностью высоковольтного электрода.

Наиболее близким к предлагаемому, изобретению явпяется устройство для измерения зарзда частиц порошкового материала, содержащее рабочую камеру из диэл ектрического материала, которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный с рабочей камерой, на протнвопспожнсил конце которой размещен наконечник с отверсти ь для введения частнц исследуемого порошкового материала, и симметричный двухполярный преобразователь высокого напряжения, к разноименным полюсам которого подключены упомянутые электроды, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения частип размешен диэлектч рич$ский вкладыш таким образом, что 31 он делит эту часть камеры на два канала, на выходе из которых смонтирова ны связанные с регистрирующим прибором измерительные электроды в виде съемных металлических пластин, взаимодействующих с постоянными магнитами fa . Однако применение данного устройства ограничено измерением заряда ферромагнитных частиц. того, для измерения.заряда с помощью этого устройства необходимо после 5-15 работы его отключить, извлечь взаимо действующие с постоянными магнитами металлические пластины с налипщим на них слоем порошка И- взвесить. Из-за этого известное устройство не может быть 1&пояьзовано для получения непрерывной информации об измерении заряда частиц в ходе технологического процесса, например электронанесе-, ния, электрргазоочистки и т.п. Цель изобретения - обеспечение возможности заряда частиц независимо от их электрического сопротивления и получение непрерывной Информации о результате измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения заряда частиц порошкового материала, содерж щем рабочую камеру из диэлектрическо го материала, внутри которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединённый с рабочей камерой, на противополояшом конце которой разм&щен наконечник с отверстием для введения частиц исследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере .за электродами по ходу движения частиц размещен диэлектрический вкладыш таким образом, что он делит эту часть камеры на два канала, на выходе из которых смонтированы измерительные электроды, связанные с регистрирующим прибором, измерительные электроды вьшолнены в виде уста новленных с зазором относительно стенок каналов металлических цилиндров, смонтированных с возможностью вращения вокруг своей оси и снабж.енн приводом, а узел отсоса снабжен щетками, контактирующими с поверхностью упомянутых цилиндров по всей их дли,не со стороны узла отсоса, при этом в каналах размещены датчики плотност потока частиц, соединенных с упомянутым регистрирующим прибором, наприм шлейфовым осциллографом. 2 Целесообразно датчики плотности вьшолнить емкостными. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. i; на фиг. 3 - раэрез &-Б на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1 из диэлектрического материала, который с одного конца имеет наконечник 2 для забора пробы, а с другого - узел З отсоса в виде пылесоса (не показан), подключенного к внешнему источнику питания. Внутри корпуса размещена рабочая камера 4, имеющая со стороны узла 3 отсоса два канала 5 и 6 прямоугольного сечения, образованных вкладыщем 7, и симметричный двухпоЛ5фный преобразователь 8. На противоположных стенках рабочей камеры 4 смон- ТИрованы подключенные к разноименным полюсам преобразователя 8 высоковолььные электроды 9 и 10, изолированные от рабочей полости камеры полым диэлектрическим вкладышем 11. На выходе из каналов 5 и 6 размешены измерительные электроды в виде Уртановленных с зазором относительно стенок каналов металлических цилиндров 12 и 13, электрически связанных через штеккеры 14 и 15 со шлейфовым осциллографом 16. При этом металлические цилиндры смонтированы с возможностью вращения вокруг своей оси, ле-хащей по продольной оси симметрии поперечного сечения каналов 5 и 6, и соеди еиы посредством зубчатой передачи. 17 с электродвигателем 18. Со стороны узла 3 отсоса размещены контактирующие с поверхностью металличаских цилиндров 12 и 13 по всей их длине волосяные щетки 19 и 20, закрепленные на перфорированном основании 21 и 22. В стенках каналов 5и 6 заподлицо с ними размещены пластины 23 - 26 датчиков плотности потока емкостного типа, которые через щтеккеры 27 и 28 и преобразователь сигналов 29 электрически связаны с упомянутыми шлейфовым осциллографом 16. Устройство работает следующим об- разоМё Включают привод узла 3 отсоса и электродвигатель 18, связанные с последним металлические цилиндры 12 и 13 начинают- вращаться. Одновременно запускают преобразователь 8, вырабатывающий напряжение порядка 2 кВ. Это напряжение подается на высоковольтные электроды 9 и 10, в результате чего внутри рабочей камеры 4 возникает сильное электрическое поле. Затем наконечник 2 вводят в исследуемую среду, состоящую из частиц порошкового материала, находящегося, например в состоянии псевдоожижения. Частицы порошка вследствие разряжения попадают в рабочую камеру 4, где под действием электрического поля сепарируются по знаку заряда и увл&каемые потоком воздуха попадают в соответствующий канал 5 илй 6. При этом благодаря наличию изоляционного покрытия на электродах 9 и 1О осаж- дение на них частиц практически полпостью исключается. На выходе из каналов .5 и. 6 на пути частиц оказывают ся измерительною электроды, роль которых выполняют вращаюишеся металлические цилиндры 12 и 13, связанные с осциллографом 16. При взаимодействии с заряженными частицами на указанных цилиндрах наводится потенциал, регистр руемый осциллографом. При этом, если исследуется среда с диэлектрическими частицами,, последние при контакте с поверхностью металлических цилиндров осаждаются на ней и удерживаются за счет сил зеркального отображения, при вращении цилиндров частицы снимаются волосяными щетками 19 и 2 и вьшосятся с потоком воздуха в узел 3 отсоса. Проводящие же частицы пооле контакта с цилиндрами либо опадают немедленно (сравнительно крупные час, типы) и вьшосятся с воздухом через зазор между стенками каналов и поверхностью цилиндров, либо удерживают ся на ней за счет молекулярных сил и затем снимаются щетками 19 и 2Q и также уносятся с потоком воздуха в узел 3 отсоса. До контакта с измерительными электродами, двигаясь в их направлении по каналам 5 и 6, часттады оказываю1%ся между пластинами 23 - 26 датчиков плотности потока, являющихся собственно обкладками, конденсатора, и вызывают изменение эп ектрической емкости последнего, обусловленное соответствую щим изменением диэлектрической проницаемости среды. HavieHeHHe емкости находится в прямой прсяторциональной зависимости от плотности потока. изменение электрической емкости преобразуется посредством мостовой схемы преобразователя сигналов 29 в эквивалентное напряжение, которое поступает на один из входов шлейфового осциллографа 16, таким образом обеспечивается возможность измерения массового расхода, т.е. определения массы порошкового материала, проходящего через сечение каждого из каналов 5 и 6 и осаждающегося на поверхности металлических цилиндров 12 и 13 в единицу времени, например в секунду. При угловой скорости вращения цилищн ров 12 и 13, составляющей один оборот в секунду-i обеспечивается возможность регистрации потенцийла, наведенного на них данным, измеренным с помощью датчиков плотности потока, массовым расходом порошкового материала. В результате на осциллограмме получаются две пары графиков, соответствующих массовому расходу и потенциалу отрицательно и положительно заряженных частиц порошкового материала. Определение эаряда производится р соответствии с формулой где и - наведенный потенциал. В; гп - массовый расход порошкового материала, г; С - емкость измерительной системы. Предложенное устройство для измерения заряда частиц порошкового материала позволяет измерить дифференциальный среднемассовый заряд частиц независимо от значения их объемного илй поверхностного сопротивления. Измерение может производиться непрерывно, а результаты измерений имеют графическую форму. Это позволяет производить эффективный контроль за ходом технологических процессов: электронанесения, элшстрогазоочистки, электросепарашш и др. и оперативно реагировать на опасное накопление зарядов статического электричества в объеме того или иного аппарата. Применение устройства в исследовательских цепях, наприм при изучении процессов псевдоожижения и электро- распыления позволяет сократить продолжительность измерений и полнее иссл&довать влн5шие ряда факторов на характер заряжения порошковых материалов. Формула изобрете,ния 1. Устройство для измерения заряда астиц порошкового материала, содержа- щее рабочую камеру из диэлектрическо1го материала, внутри которой установлены снабженые диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный с рабочей камерой, на противоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введения частицисследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения частиц размещен диэлектрический ркладыш таким образом, что он делит эту часть камеры на два канала, на выходе КЗ которых смонтированы измеритель ные электроды, связанные с регистрирую щим прибором, отл и, чающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения заряда частиц независи мо от их электрического сопротивления и получения непрерывной информащш о результате измерения, измерительные электроды выполнены в виде установленных с зазором относительно стенок каналов металлических цийиндров, смонтированных с возможностью вращения ворруг своей оси и снабженнё1х приводом,а узел отсоса снабжен щетками,контак тирующими с поверхностью упомянутых цилиндров по всей их длине,при этом в канап лах размещены датчики плотности потока частяц,соединенные с упомянутым регистрирующим прибором,например шлейфовым ос шшлографом. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что датчики плотности потока выполнены емкостными. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 657372, кл. ( 01 R 29/24, 13.07.77. : 2. Авторское свидетельство СССР по зачвке №) 2914278/21, кл. Q 01 R 29/24, 16.04.80.

8

sSSS

OQ«gS«« OOqoOatKjuuuuumXX

H Hliv5

j-A L5-iJ-- jJ.- J AyjC- l -i

Ajwinrv- jtyv VTfjm Tf.i4 v or j -uipc

11

/

c rCrf frrfrT CCCTf CCvrc

V A4VX-y. УУХ.-У«.Л..Х

c -Hb-W 9

.f