Способ измерения среднего размера частиц в аэрозолях Советский патент 1984 года по МПК G01N15/00 

«

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ЧАСТИЦ В АЭРОЗОЛЯХ путем зарядкИ частиц униполярными ионами в ударном режиме, измерения электрического тока и потока массы частиц и расчета по их отношению среднего размера частиц, отличающийся тем, что, с целью увеличения верхнего предела диапазона измерений среднего размера частиц и расширения области применения на высокоскоростных аэрозольных потоках, зарядку частиц ведут в плоском коронном разряде при скоростях частиц 50 м/с, а средний размер частиц определяют пр формуле: «JBoE 3 , a---.-j-( rCfee/u) где ст - радиус частиц; о- электрическая постоянная, равная 8,8510 Ф/м; Е - напряженность электрическогЬ§ поля при зарядке частиц; - плотность материала частиц; },J - поток массы и электрический ток частиц; и - скорость частиц; 6 - йодвижность ионов; д О - модифицированные функции Бесселя.

8 UlB

б

Фаг.1 Изобретение относится к технике измерения среднего размера частиц в аэрозолях и может быть использовано в авиации и метеорологии для опреде ления среднего размера аэрозольных частиц в облаках и осадках, а также в химической промышленности для анализа аэрозолей. Известен способ измерения размеров частиц в аэрозолях путем зарядки частиц униполярными ионами и последующей сортировки частиц по размерам в электрическом поле С13. Наиболее близок к предлагаемому способ измерения среднего размера частиц в аэрозолях, основанный на зарядке частиц униполярными ионами в ударном режиме, измерении электри ческого тока и потока массы частиц с последующим расчетом по их отноше нию среднего размера частиц С 2. I Недостатками известного способа измерения среднего размера частиц в аэрозолях являются низкий верхний предел диапазона измерений среднего размера частиц, составляющий не более 5-10 им по радиусу и невозможность применения его для измерений в высокоскоростных аэрозольных потоках при скоростях частиц л, 50 м/с Эти недостазки вызваны нарушением диффузионного режима зарядки частиц из-за влияния электрического поля и неучетом влияния скорости частиц на их заряд при определении размера час тиц. Цель изобретения - увеличение верхнего нредела, диапазона измерений среднего размера частиц в аэрозолях вплоть до З-Ю нм по радиусу и расширение области применения на высоко скоростных аэрозольных потоках со скоростями 50 - 200 м/с. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения среднего размера частиц в аэрозолях путем зарядки частиц униполярными ионами в ударном режиме, измерения электрического тока и потока массы частиц и расчета по их отношению среднего размера частиц, зарядку час тиц ведут в плоском коронном раэряде при скоростях частиц м/ а средний размер частиц определяют по формуле: ( J 6Е 1г( Q - радиус частиц; .0 - электрическая постоянная равная 8,8510 Ф/м; Е - напряженность элсктрического поля при зарядке частиц; 5 ° отно где q Сред ,Р - плотность материала частиц; Э| J - поток массы и электрический ток частиц; U. - скорость частиц fe - подвижность ионов; Jo,J; модифицированные функции Весселя. При расчете размера частиц учитывают влияние их скорости на заряд частиц при помощи зависимости Я 25еоаЕк(); ( Ja TgETU) (2) (f657S) где q, - заряд частицы: Вследствие исключения диффузионного режима зарядки частиц и учета влияния скорости частиц .на их заряд увеличивается верхний предел диапазона измерений среднего размера частиц в аэрозолях вплоть до 510 нм по радиусу и расширить область применения на диапазон скоростей 50 200 м/с. На фиг. 1 изображена зависимость K(tL/gE) ; на фиг. 2 -. схема устройства для реализации способа. Способ осуществляют следующим образом. Между электродами 1 и 2 при помощи системы коронирующих игл 3 и источника 4 высокого напряжения создают плоский коронный разряд с униполярными ионами и напряженностью электрического поля, направленной вдоль оси корпуса 5 и равной 300 кВ/м у электрода 2. Исследуемый аэрозоль пропускают в течение .фиксированного времени через корпус 5, фильтр 6 и вы- ходной патрубок 7. В области коронного разряда между электродами 1 и 2. частицы аэрозоля заряжают униполярными ионами. Величина заряда частиц q, связана с их радиусом а и скоростью U зависимостью С2). Затем электрометром В измеряют электрический ток частиц аэрбзоля , осаждающихся на фильтре 6. При помощи аналитических весов определяют приращение массы фильтра б. Путем деления этого приращения на время осаждения частиц находят поток массы : . Отношение потока массы частиц к их электрическому току зависит от радиуса частиц J21 pQ J q, q, егЕК(11/вЕ) - заряд частицы, связанный с радиусом соотношением ( масса частицы, связанная с радиусом.соотношением ий радиус частиц рассчитывают ению 3/ при помощи вытекаю