Прибор для определения запыленности воздуха Советский патент 1958 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к приборам для определения запыленности воздуха, действие которых основано на электризации частиц пыли, содержащихся в запыленном воздухе, в результате их взаимного трения и взаимодействия с воздухом и осаждении в электрическом поле на измерительный электрод.

Особенность описываемого прибора, согласно изобретению, заключается в том, что, с целью раздельного осаждения положительно и отрицательно заряженных частиц, в нем применен переключатель для изменения полярности электродов, создающих электрическое поле.

Эта особенность обеспечивает возможность определения естественной заряженности электрозоля, что имеет существенное значение для качественной оценки пыли, ее биологической агрессивности и т. п.

На чертеже схематически изображен общий вид прибора.

В цилиндрическом дорпусе / датчика прибора, выполненном из пластмассы, установлен цилиндр 2 из металлической фольги, служащий

внешней обкладкой ци.;1индрического конденсатора. В цилиндре 2 расположен металлический стержень 3 диаметром 2 мм, служащий внутренней обкладкой цилиндрического конденсатора и являющийся измерительным электродом. Крышка -.датчика удерживает целлулоидную пленку с входным отверстием, диаметром 100- 300 микрон.

Выходная трубка 5, соединенная с вакуумметром 6, связывает датчик с вакуумным устройством. Необходимая степень разрежения колеблется в пределах 350-500 и более мм. рт. ст. Стержень 5 присоединен к электрометру с индексом 7 и ножами 8. К датчику присоединена нагревательная трубка 9 для работы в условиях высокой влажности воздуха. На схеме приняты следующие обозначения; и 2 - сухие батареи (80 в); Е - сухая батарея (300 R - сопротивление утечки датчика -r 10 ом; П - переключатель измерений, /С - кнопка включения электрометра.

Принцип действия прибора заключается в а1едующем. -Исследуемый аэрозоль под действием разрел ения.

создаваемого в датчике вакуумным устройством, проходит через отверстие в тонкой стенке (целлулоидной пленке) с большой скоростью, достигающей при большой степени разрежения (500 600 мм рт. ст.) критического значения (311 м/сек). При этом в зависимости от того, является ли свободная струя, вытекающая из отверстия, ламинарной или турбулентной при том или ином значении числа Рейнольдса или же представляет собою серию последовательных скачков уплотнения, возникающих при критической скорости истечения, пылевые частицы, содержащиеся в аэрозоле, в соответствующей степени электризуются вследствие взаимодействия их друг с другом.

Установлено, что степень электрозаряженности зависит от изменения энтальпии аэрозоля под действием разности давлений вне и внут)и датчика.

Хотя наиболее сильная электризация наблюдается в области скачков уплотнения, однако, этот режим не желателен в качестве рабочего, так как при нем электризация находится в сильной зависимости от степени разрежения. Желательно выбрать более пологий участок характеристики. В частности, область давлений 350-500 мм рт. ст. с турбулентным потоком, с целью пылеизмерения, и ламинарным потоком, с целью определения естественной электрозаряженности.

Электризация аэрозоля в потоке носит биполярный симметричный характер. Отклонение от, симметричной заряженности вызывается наличием начальной несимметричной заряженности.

Измерение заряженности аэрозоля происходит следующим образом. Наэлектризовавшийся аэрозоль движется в датчике с незначительной скоростью в поле цилиндрического конденсатора, создаваемого батареей ЕЗ и под действием электрических сил поля и разрежения частицы осаждаются на электроды.

В случае подачи на внешнюю обкладку конденсатора положительного напряжения, на центральном измерительном электроде осаждаются положительно заряженные частицы, суммарный заряд которых, стекая через сопротивления R, вызывает на нем падение напряжения, измеряемое электрометром.

При перемене полярности напряжения на внешней обкладке датчика с помощью переключателя Я измеряется суммарный заряд отрицательных частиц. При занулении обкладки измеряется алгебраическая сумма зарядов всех частиц.

Показания электрометра выражаются в вольтах. Однако, зная чувствительность прибора и количество воздуха, проходящего в 1 сек. через отверстие датчика, и наблюдая показания электрометра при различных уровнях запыленности, можно проградуировать прибор в единицах запыленности, част1см или в мг/м. При изменении фракционного и вещественного состава пыли отклонения в показаниях прибора не должны превышать 10-20%, что является вполне удовлетворительным для пылемеров..

Влияние влажности воздзха на показания прибора, сказывается лишь при относительной влажности выше 95-96°. В случаях более высокой влажности засасываемый в прибор воздух должен подогреваться посредством нагревательной трубки 9.

Чувствительность прибора может легко регулироваться за счет изменения чувствительности электрометра и изменения чувствительности датчика путем изменения напряжения батареи 3 или путем изменения количества засасываемого воздуха при изменении размеров входного отверстия.

Предмет изобретения

Прибор для определения запыленности воздуха, действие которого основано на электризации частиц пыли, содержащихся в просасываемом через прибор воздухе, в результате их взаимного трения и взаимодействия с воздухом, и осаждении в электрическом поле на измерительный электрод, присоединенный к измерительному прибору, отличающийся тем, что, с целью раздельного осаждения положительно и отрицательно заряженных частиц применен переключатель для изменения полярности электродов, создающих электрическое поле

Р и ТТТТГ; . J / V ; VI

/ s-b

/