Устройство для оперативного контроля предсмоговой ситуации в атмосфере Советский патент 1986 года по МПК G01N15/02 

нен с входом второго запоминающего усилителя 19, выход которого подключен к первом входу блока вычитания 20, второй вход которого соединен

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля загрязненности атмосферы и может быть использовано в отраслях техники, связанных с охраной окружаю- щей среды.

Цель изобретения - повьшение достоверности контроля предсмоговой ситуации путем стимулирования фотохимичес ,ких реакций в исследуемой среде с по- мощью ультрафиолетового излучения (УФ-излучения).

На чертеже приведена его функциональная схема, предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1 воздуховода, в котором по ходу потока воздуха расположены проточная камера 2 активации с окном 3, прозрачным для УФ-излучения, источником 4 УФ- излучения, обтюратором 5, соединенным с приводом 6 перемещения обтюратора, например, электромагнитом, проточная реакционная камера 7, наружный электрод 8 и внутренний электрод 9 камеры 10 импульсного коронного разряда, например типа цилиндр-игла, индукционный измерительный электрод 1 1 и йобудитель 12 расхода. Электрод 8 и электрод 9 камеры 10 коронного раз- ряда подключены к высоковольтному источнику 13 импульсного униполярного напряжения, а индукционный измерительный электрод 11 электрически соединен с зарядочувствительным усилителем 14j представляющим собой электрометрический усилитель, выход которого соединен с сигнальным входом переключателя 15, например, электромагнитного реле. Генератор 16 импульсов модуляции УФ- излучения подключен к приводу 6 перемещения обтюратора 5 и через линию 17 задержки, например ждущий мультивибратор, с управляющим входом переключателя 15, первый выход которого подключен к входу первого запоминаю1236348

с выходом первого запоминающего уси

лителя 18, а выход - с вспомогательным индикатором 21 концентрации аэро- золя. 1 ил.

щего усилителя 18, а второй выход - к входу второго запоминающего усилителя 19, выходы которых соединены с входами блока 20 вычитания, подключенного выходом к вспомогательному индикатору 21 концентрации аэрозоля. Выход первого запоминающего усилителя 18 подключен к индикатору 22 концентрации аэрозоля.

Устройство работает следующим образом.

Воздух, засасываемый в воздуховод с помощью по.будителя 12 расхода, поступает в камеру 2 активации, где облучается источником 4 У 1 излучения с целью активации фотохимически активных вредных веществ, присутствующих в атмосфере. Облучение газовой смеси происходит импульсным потоком УФ-излучения. Поток УФ-излучения прерывается обтюратором 5, приводимым в движение приводом, причем частота модуляции УФ-излучения задается генератором 16 импульсов модуляции УФ- излучения. В паузах между импульсами УФ-излучения поток воздуха, содержащий высокодисперсный аэрозоль, направляется через реакционную камеру 7 в пространство между наружным электродом 8 и внутренним электродом 9 камеры 10 импульсного коронного разряда, где осуществляется импульсный коронный разряд. Аэрозольные частицы приобретают заряд, пропорциональный их размеру, и образуют пачки заряженных частиц. Дпина Г, пачек определяется длиной fjj, зарядной камеры, линейной скоростью v потока воздуха и длительностью Cj импульсов коронного разряда, причем длительность Сj импульсов коронного разряда равна

- - bullll, г V

Затем промодулированный по величине и знаку заряда поток аэрозоль-

ных частиц поступает в область индукционного измерительного электрода 11 и за счет электростатической индукции наводит на нем заряд. Величина переменной составляющей наводимо- го заряда, измеряемая зарядочувстви- тельным усилителем 14, пропорциональна концентрации аэрозоля, присутствующего в атмосферном воздухе. Сигнал с выхода зарядочувствительного усилителя 14 через сигнальный вход переключателя 15 поступает на вход первого запоминающего усилителя 18, с выхода которого - на индикатор , 22 концентрации аэрозоля и на вход блока 20 вычитания.

При облучении потока воздуха в камере 2 активации УФ-излучением .происходит активация фотохимически активных вредных веществ, присутст- вующих в атмосфере, которые затем поступают в реакционную камеру 7, где непосредственно происходят фо- тоиниированные химические реакции, приводящие к трансформации исходных вредных веществ, присутствующих в войдухе, и образованию высокодисперсного аэрозоля, называемым вторичным аэрозолем, в виде пачек аэрозольных частиц, длина которых определяется длительностью импульсов УФ-излучения (, . Поток воздуха с входными и вторичными аэрозольными частицами направляется в пространство между наружным электродом 8 и внутренним электродом 9 камеры 10 импульсного коронного разряда, где, подвергаясь действию униполярного импульсного коронного разряда, аэрозольные частицы образуют пачки заряженных частиц. При вьшолнении условия С, Ю обеспечи- вается модуляция по величине и знаку заряда вторичного аэрозоля, образующегося в результате фотоинициирован- ных химических реакций в пробе воз- духа. Аэрозольные частицы, получившие заряд, пропорциональный их размеру, затем поступают в область индукционного измерительного электрода I1 и наводят на нем заряд. Величина пере- менной составляющей наводимого заряда пропорциональна сумме концентраций исходного и вторичного аэрозоля. Сигнал с генератора 16 импульсов модуляции УФ-излучения через линию J7 задержки, время задержки которой рав но времени задержки воздушного потока в реакционной камере 7, поступает на

s О t5

20 25 зо 0 5 0 5

5

управляющий вход переключателя 15. При этом сигнал, пропорциональный суммарной концентрации исходного и вторичного аэрозоля, с выхода зарядо- чувствительного усилителя 14 через сигнальный вход переключателя 15 ло- ступает на вход второго запоминающего усилителя 19, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 2, вычитания. На выходе блока 20 вычитания появляется сигнал, пропорциональный приращению концентрации вторичного аэрозоля, образующегося в резулнтате фотохимической и химических реак1Щй в воздухе. По величине сигнала, поступающего на второй индикатор 21 концентрации аэрозоля, можно судить .о возможности возникновения. смога в атмосфере,а повеличине сигнала на выходе первого запоминающего усилителя 18-0 текущем значении уровня аэрозольного загрязненияатмосферы.

Формула изобретения

Устройство для оперативного контроля предсмоговой ситуации в атмосфере, содержащее воздуховод с последовательно установленными в кем проточной реакционной камерой, камерой импульсного коронного разряда, индукционным измерительным электродом н побудителем расхода газовой среды, источник импульсного высокого напряжения , подключенный к камере импульсного коронного разряда, зарядочувст- вительный усилитель, вход которого подключен к индукционному измерительному электроду, и индикатор концентрации аэрозоля, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем стимулирования фотохимических реакций в исследуемой среде с помощью ультрафиолетового излучения, участок воздуховода перед реакционной камерой снабжен камерой активации, сообщенной с воздуховодом окном и содержащей источ ник ультрафиолетового излучения и обтюратор, установленный между окном и источником ультрафиолетового излучения, причем обтюратор соединен с приводом перемещения, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов модуляции ультрафиолетового излучения, который через линию задержки также соединен с управляющим входом переключателя. сиг-

S1236348

нальный вход которого подключен к вы-динен с входом второго запоминающего

ходу зарядочувствительного усилителя,усилителя, выход которого подключен

при этом первый выход переключателяк первому входу блока вычитания, вто- соединен с входом первого запоминаю- 5 рой вход которого соединен с выходом

щего усилителя, выход которого под-первого запоминающего усилителя, а

ключей к индикатору концентрации аэро выход - с вспомогательным индикатором

золя, второй выход переключателя сое-концентрации аэрозоля.

Изобретение предназначено для оперативного контроля предсмоговой ситуации в атмосфере и позволяет повысить достоверность контроля путем стимулирования фотохимических реакций в исследуемой среде с помощью УФ-излучения-. Устройство содержит воздуховод 1 с последовательно установленными в нем реакционной камерой 2 активации, проточной реакционной камерой 7 импульсного коронного разряда, индукционным измерительным электродом 11. Камера активации сообщена с воздуховодом окном 3 и содержит источник УФ-излучения 4 и обтюратор 5, установленный между окном 3 и источником 4. Обтюратор 5 соединен с приводом 6 перемещения, управляющий вход которого подключен к выходу генератора 16 импульсов модуляции У излучения, который через линию 17 задержки соединен с управляющим входом переключателя 15, сигнальный вход которого подключен к выходу зарядочувстви- тельного усилителя 14. При этом первый выход переключателя 15 соединен с входом первого запоминающего усилителя 18, выход которого подключен к индикатору 22 концентрации аэрозоля 22, второй выход переключателя 15 соеди- с (О (Л С