Анализатор электрических зарядов аэрозолей Советский патент 1984 года по МПК G01R29/24 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе но для использования в различных от раслях промьшшенности, где необходи мр измерение электрических зарядов аэрозолей. . Известен анализатор электрически зарядов аэрозолей, содержанщй корпу с входными очищающими фильтрами и кюветой с плоским анализируюпщм конденсатором и прямоугольной полостью ограниченной пластинами кон денсатора и перпендикулярными им бо ковыми стенками кюветы, вьтолненными в виде распределенного делителя Напряжения с постоянным удельным электрическим сопротивлением и снаб женными двумя дополнительными соеди ненными с общей шиной электродами в виде металлических полос с предельными осями в плоскости, перпенДй кулярной боковым стенкам, аэрозольную трубку, установленную со;стороны входа в кювету соосно с ней, и и мерительный фильтр, установлеНньй на выходе упомянутой полости fl jj. Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измер кия зарядов, обусловленной погрешностью отклонения струт аэрозоля вследствие, ее перемеЬИвания с потоком очищенного воздуха. Подобное пе ремешивание возникает из-за того, что форма выполнения выходного конц аэрозольной трубки предопределяет увеличение толщины аэродинамического следа от стенбк аэрозольной труб ки, а также из-за большой разности линейных скоростей струи аэрозоля, выходящей из аэрозольной трубки, и потока очищенного воздуха. В итоге в известном устройстве имеет место нарушение аэродинамической структу ры струи аэрозоля после вькода из аэрозольной трубки. Наиболее близким к предлагаемому является анализатор электрических зарядов аэрозолей, содержащий корпус с ВХОДНЫМИочищающими фильтра;ми и кюветой с плоским анализирующим конденсатором. и прямоугольной полостью, ограниченной пластинами конденсатора И перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, аэрозольную трубку, установленную со стоРОНЫ входа в кювету соосно с ней и выполненную с выходным концом пря.моугольной формы, и измерительный фильтр, установленньй на выходе упомяцутой полости Г2 i. Недостаток указанного устройства также проявляется в невысокой точ-, ности измерения зарядов, обусловленной тем, что размеры аэрозольной трубки, кюветы, входных очищающих фильтров не поставлены в соответ- , ствие с аэродинамическим сопротивлением фильтров, и коэффициентом динамической вязкости исследуемого запыленного воздуха В известном устройстве наблюдается отклонение заряженных частиц аэрозоля не только под действием электрического поля, а еще и под действием аэродинамических сил, имеющих направления, перпендикулярные основному .направлению двИжения струи аэрозоле. Эти же факторы обусловливают искажение количественного соотношения разноименно заря- ., женных частиц аэрозоля из-за их слияния между собой при выходе из аэрозольной трубки. Цель изобретения - повышение точ-, ности измерения зарядов аэрозолей за счет снижения искажения траектории движения струи аэрозоля. Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе электрических зарядов аэрозолей,. содержащем корпус с входными очищающими фильтрами и юветой с пЛоскйм анализирующим конденсатором и прямоугольной полостью, ограниченной пластинами, конденсатора и перпендикулярными им боковыми; стенками кюветы, а;эрозольную трубку, установленную со сто роны входа в кювету соосно с ней, и измерительный фильтр, установленный на выходе упомянутой полости, внешняя поверхность выходного конца а эрозольной трубки выполнена выпукой и торообразной, а ее выходная ромка расположена с наклоном пбд угом 30-60 к внутренней поверхности, ричем соблюдено соотношение 2,50 - 3,75, J4«b,, де t длина аэрозольной трубки, включая ее выходнздо кромку, м; 5 суммарная площадь входных очищающих фильтров, коэффициент динамической j, вязкости воздуха, кг/м-с; д - внутренний диаметр аэрозоль ной трубки, м; 4 -г площадь поперечного сечения кюветы, м ; коэффициент пропорционально ти, характеризующий аэродинамическое сопротивление вх ных очищающих фильтров при стандартной линейности скорости фильтрации 10 м/с КГ.. На фиг, t представлен предлагаемый анализатор электрических зарядов аэррзолей, вид сбоку, разрез; на фиг.. 2 - разрез А-А на фиг. 1; н,а фиг 3 - 1 разрез Б-Б на фиг. t. Ус,т1 ойство. содержит корпус 1 (фиг.Т) с входными очищающими фильт рами 2 (фиг.З), аэрозольную трубку 3, размещеннута по центру основания корпуса 1. .В корпус 1 герметично вставлена кювета 4 с измерительным фильтром 5. Кювета состоит из четьфех попарно параллельных стенок причем одна из пар представляет собой электроды (пластины) 6 плоского конденса.тора. Внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки вьтолнена вьтуклой и торообразной, ее выходная кромка расположена с наклоном под углом 30-60 к внутрен ней поверхности трубки. При констру тивном построении анализатора соблю дено вышеуказанное соотношение. ,, „Й Анализатор работает следующим об райом . Перед началом работы в айализатор вставляют измерительный фильтр и входные очищающие фильтры 2. На краях измерительного фильтраЗ чёрнилами ставят Четыре точки таким образом, чтобы пересечение, двух линий соединяющих эти точки, давало точку пересечения геометрической оси аэро зольной трубки 3 с плоскостью измерительного фильтра 5. Затем к электродам 6 подключают высокое напряжение 2-3 кВ. Входное отверстие 4Эр I зольной трубки 3 направляют в сторону источника аэрозолей, если та|ковой есть в наличии, или вниз, если предполагаетсй, что аэрозоли : распределены в воздухе равномерно. Затем через измерительный фильтр 5 просасывают воздух в направленйи, указанном стрелкой (фиг.1). При этом часть воздуха вместе с аэрозолями проходит через аэрозольную трубку 3 и устремляется в кювету 4. Одновременно другая часть воздуха проходит через входные очищающие фильтры 2, очищаясь при этом от аэрозолей, и также устремляется в кювету 4. Благодаря тому, что внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки 3 вьтолнена выпуклой и торообразной, а ее выходная кромка расположе-на с наклоном под углом 30 л 60 к внутренней поверхности, уменьшается толщина аэродинамического следа от стенок аэрозольной трубки 3 и обеспечивается плавный, без острых углов, переход от внешней поверхности к внутренней. Вследствие этого при движении струй aэpoзoJJЯ при выходе из трубки 3 и движении очищенного воздуха по внешней поверхности конца последней уменьшается толщина аэродинамического следа от стенок трубки 3/за счет iплавного обтекания внешней поверхности ее конца потоком очищенного воздуха. Соблюдением указанного соJотношения разность линейных скоростей ,струи аэрозоля, выходящей из аэрозольной трубки 3, и потока очищенного воздуха сводят к нулю. В результате сохраняется аэродинамическая структура струи аэрозоля после выхода из аэрозольной .ТрубкиС.3 0. При з еньщении аэродинамического следа от стенок аэрозольной трубки 3 И сохранении-аэродинамической струк„„„„ .„,....- туры после выхода из нее устраняется перемешивание струи аэрозоля с потоком очищенного воздуха и заряженные частицы аэрозоля отклоняются только под действием электрического поля, а не под действием аэродинамических сил, имеющих направления, перпендикулярное направлению движения,струи аэрозоля. В итоге обеспечивается высококачественная фокусировка струи аэрозоля и обуславливается устранение искажения количественного соотношения разноименно заряженных частиц аэрозоля путем предотвращения их слияния между собой при выходе КЗ аэрозольной трубки 3. 1 Заряженные частицы аэрозолей после выхода из аэрозольной труб ки 3 отклоняются под действием ;электрического поля пластин конденсатора,-Далее заряженные частицы вместе с неотклонившимися нейтральными частицами, оседая на измерительном фильтре 5, образуют йа последнем полосу. Измерительный фильтр5 с частицами аэрозолей подвергают микроскопированию. Измерительный фильтр 5с отобранной пробой кладут, например, на предметное стекло и помещают в пары ацетона. В парах ацето .на теряется мешающая микроскопированию структура измерительного фильтра 5 ив поле зрения микроскопа остаются видимыми только частицы аэрозолей Поле зрения микроскопа разбивается на счетные полосы. Каждая счетйая полоса соответствует определенному углу отклонения частиц в электрическом поле конденсатора j электродами 6. Затем на каждой счетной полосе визуально опредеп5шт размеры каждой частицы. Зна размеры частиц аэрозолей, коэффициент динамической вязкости воздзгха.

угол отклонения и скорость частиц, а также напряженность электрического поля конденсатора, можно определить величины зарядов аэрозолей.

Таким ббразом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет устранять искажение количественного соотношения разноименно заряженных частиц и, тем самым повысить точность измерения электрических зарядов аэрозолей. Прймейение анализатора не исключает возможности использования методов автоматического счета и определения дисперсного состава Частиц, осевших на поверхность, в частности методов, . основанных на фотоэле ктрической развертке пробы аэрозоля, осуществляемо механическим либо электрическим путем.

АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий корпус, с входными очищающими фильтрами и кюветой с плоским анализирующим конденсатором и прямо:7г6льной полостью, ограниченной пластинами конденсатора и перпендикулярными им боковыми стенками кюветы, аэрозольную трубку, установленную со стороны входа в кювету соосно с ней и измерительный фильтр, установленный на выходе упомянутой полости, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, измерения зарядов за счет снижения искажения траектории движения струи аэрозоля, внешняя поверхность выходного конца аэрозольной трубки выполнена выпуклой и торообразной, а ее вькодная кромка располржена с наклоном под углом 30-60 к внутренней поверхности, причем соблюдено соотношение Т 2,50- 3,75.. d-0-hc.-r где - длина аэрозольной трубки, включая ее выходную кромку, м; 5 - суммарная площадь входных очи-«g щающих фильтров, СП коэффициент динa fflчecкoй вязкости воздуха, кг/м-с; с - внутренний диаметр аэрозольной трубки, м; d - площадь поперечного сечения кюветы, .. hj.- коэффициент пропорциональю 4 to ности, характеризующий аэродинамическое сопротивление входных очищающих фильтров при стандартной линейности скорое- д5 ти фильтрации 10 м/с, кг/м-с.