Устройство для измерения массовой концентрации аэрозоля Советский патент 1987 года по МПК G01N15/00 

льтрующего элемента (ФЭ) 1 на измерительный электрод 14, установленньй на изоляторе 13 и прижимаемый к ФЭ 1 штоком 11 поршня 10, размещенного в патрубке 7 воздухозаборного канала, за счет разрежерия, создаваемого узлом 17 прокачки газа. Ток утечки с ФЭ 1 обусловлен оседающими на нем аэрозольными частицами (АЧ), приобретающими заряд между потенциальным электродом 9, установленным на изоляторе 8, и заземленным электродом (патрубком 6), на которые подается высокое напряжение с источника 20, Для определения массовой концентрации ФЭ 1,. установленный в каретке 2, механизмом 3 перемещения устанавливают в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения

1

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров аэрозоля и может быть использовано при контроле окружа1сяцей среды и технологических процессов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц аэрозоля.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит фильтрующий элемент 1, установленный в каретке 2, связанной с механизмом 3 перем - щения, источник 4 и детектор 5 радиоактивного излучения, установленные вне воздухозаборного канала, образованного патрубками 6 и 7, При этом источник 4 и детектор 5, а также патрубки 6 и 7 установлены с зазором для размещения каретки 2 и рамещены симметрично и ортогонально к плоскости перемещения каретки 2. В патрубке 6 на изоляторе 8 перед фильтрующим элементом установлен электрод 9 для создания коронного разряда, В качестве второго (заземленного) электрода служит сам патрубок 6, вьшолненный из проводящего

до и после отбора пробы. Величина сигнала от чистого ФЭ 1 с детектора 5 запоминается на время отбора пробы в блоке 18 определения массовой кон- центрации и по окончании отбора пробы вычитается из сигнала от ФЭ с осадком АЧ, Величину радиуса Саутера определяют в блоке 15 интегрированием за время отбора пробы текущего значения сигнала с измерительного электрода 14 и делением результата на значение сигнала с выхода блока 18 с соответствующим коэффициентом пропорциональности. Последовательность выполнения операции задается блоком 19 управления (программным устройством), а возврат поршня 10 в исходное состояние по окончании отбора пробы - пружиной 12. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

материала. В патрубке 7, связанном с атмосферой, расположен поршень 10 с пустотелым штоком 11. К поршню 10 прикреплен один конец возвратной

пружины 12, второй конец которой жестко зафиксирован. На торце пустотелого штока 11 на изоляторе 13 установлен сетчатый измерительный электрод 14, электрически связанньш

с первым входом блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц. На боковой поверхности штока 11 имеется отверстие 16, через патрубок 7 связанное

с узлом 17 прокачки газа. Детектор 5 радиоактивного излучения электрически соединен с первым входом блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля, подключенного выходом к второму входу блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности. Блок 19 управления подключен управляющими выходами к управляющим входам блока 17 прокачки газа, механизма 3 перемещения каретки, блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля и блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности. К электроду 9 для создания коронного разряда подключен источник 20 высокого нап

3 12 второй вывод которого заземряжения,

лен и подключен к патрубку 6.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с блока 19 управления механизм 3 перемещения устанавливает каретку 2 с фильтрующим элементом 1 в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения. Ве

личина потока радиоактивного излуче- Ю на вход сброса которого с блока 19

ния, прошедшего через чистьш фильтрующий элемент 1, преобразуется детектором. 5 в электрический сигнал, которьш поступает на вход блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля. По сигналу с блока 19 управления, поступаиощему на управляющий вход блока 18, значение электрического сигнала, соответствующее плотности чистого фильтрующего элемента 1, запоминается схемой выборки и хранения, входящей в состав блока 18. Далее по сигналу блока 19 управления механизм 3 перемещения устанавливает каретку 2 с фильтрующим элементом 1 в зазор между патрубками 6 и 7. Сигналом с блока 19 управления включается узел 17 прокачки газа, создающий разрежение в воздухо заборном канале. Аэрозольные частицы за счет этого разрежения затягиваются в воздухозаборный канал, пролетают в зоне между электродами 9 и 6 для создания коронного разряда, на которые с источника 20 подано высокое напряжение, и приобретают электрический заряд, пропорциональны их поверхности. Затем аэрозольные частицы осаждаются на фильтрующем элементе 1 и передают ему свой заряд

При включении узла 17 прокачки газа в патрубке 7 за фильтрующим элементом 1 создается разрежение, вследствие чего под действием атмосферного давления поршень 10, установленный в сообщающемся с атмосферой патрубке 7, приходит в движение по направлению к фильтрующему элементу 1 и прижимает к нему сетчатый измерительный электрод 14, установленный на изоляторе 13 на торце пустотелого штока 11 поршня 10. При этом поток газа, протягиваемый через фильтрующий элемент 1, проходит через сетчатый измерительный электрод 14, пустотелый шток 11, отверстие 16 в штоке 11 и далее по патрубку 7 в узел 17 прокачки газа.

1

Заряд с фильтрующего элемента 1, обусловленный осаждающимися на нем аэрозольными частицами, стекает на измерительный электрод 14, прижатый к его поверхности, и поступает на первый вход блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности, где усиливается усилителем и подается на вход интегратора

0

5

0

управления одновременно с сигналом включения узла 17 прокачки газа поступает сигнал, разрешающий интегрирование. Сигнал на выходе усилителя

5 21 представляет собой, текуп;ее значение поверхностной концентрации аэрозоля .

По окончании отбора заданного объема аэрозоля по сигналу с блока 19 управления узел 17 прокачки газа выключается, При этом давление в патрубке 7 выравнивается с атмосферным и поршень 10 под действием возвратной пружины 12 возвращается в исходное положение, отводя от фильтрующего элемента 1 измерительньй электрод 14. Далее по сигналу с блока 19 управления механизм 3 перемещения каретки 2 устанавливает ее вместе с фильтруюпщм элементом 1 в зазор между источником 4 и детектором 5 радиоактивного излучения . Величина потока радиоактивного излучения, прошедшего через фильтрующий элемент 1 со слоем осад5 ка аэрозольных частиц, преобразуется детектором 5 радиоактивного излучения в электрический сигнал, который поступсэт на вход блока 18 определения массовой концентрации аэрозоля,

0 где сравнивается с калибровочным значением для чистого фильтрующего элемента. Результирующий разностный сигнал, пропорциональный плотности осадка аэрозольных частиц соответству5 ет среднему за время отбора пробы значению массовой концентрации аэрозоля . Сигнал с выхода блока 18 подается на второй вход блока 15 определения поверхностной концентрации и удельной поверхности, где он преобразуется по соответствующему алгоритму в величины, соответствующие средним значениям поверхностной концентрации и удельной поверхйости частиц аэрозоля.

Формула изобретения

4

1. Устройство для измерения массовой концентрации аэрозоля, содер0

5

жащее фильтрующий элемент, установ- лениьй в каретке, соединенной с механизмом перемещения каретки, размещенные в пробоотборном канале, со- дepжaп eм входной и выходной патрубки, установленные симметрично и ортогонально к плоскости перемещения каретки с зазором для ее размещения источник и детектор радиоактивного излучения, установленные вне возду- хозаборного канала с зазором для размещения каретки симметрично и ортогонально плоскости ее перемещения, узел прокачки газа, блок определения массовой концентрации аэрозоля, вход которого соединен с выходом детектора радиоактивного излучения, и бло управления, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам блока определения массовой концентрации аэрозоля, узла прокачки газа и механизма перемещения каретки, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц аэрозоля, оно дополнительно содержит коронирующий электор А.Шишкина 7799/40

Составитель Д.Громов

Техред И. Верес

Кор Под

Тираж 799 ВНИИПИ Государственного .комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5

0

5

род, подключенный к источнику высокого напряжения и установленный во входном патрубке перед фильтрующим элементом, измерительньй электрод, выполненный с возможностью контактирования с поверхностью фильтрующе- г о элемента, противоположной плоскости осаждения частиц аэрозоля, причем измерительный электрод подключен к nepBoivfy входу блока определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц, второй вход которого соединен с выходом блока определения массовой концентрации частиц, а управляющий вход подключен к дополнительному управляющему выходу блока управления.

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что выходной патрубок сообщен с атмосферой, измерительный электрод установлен на изолированном торце пустотелого штока порщня, установленного в выходном патрубке и снабженного возвратной пружиной, а выходной патрубок соединен с узлом прокачки воздуха через дополнительный канал, выполненный в выходном патрубке, и отверстие в пустотелом штоке поршня.

Корректор Е.Рошко Подписное

Изобретение относится к технике измерения аэрозольного загрязнения воздуха. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения определения поверхностной концентрации и удельной поверхности частиц. Величину поверхностной концентрации определяют по величине тока утечки с фи8 9 (Л СХ) СЛ сл