Устройство для регистрации частиц в газовом потоке Советский патент 1988 года по МПК G01N21/85 

113

Изобретение относится к контролю и измерению запыленности, а именно к устройствам для определения концентра НИИ частиц в газовом потоке, и может

быть использовано для измерения концентрации пьши в помещениях, например с электронным оборудованием

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для фиксации частиц содержит высоковольтный выпрямитель 1 и электроды 2 и 3 коронного разряда, замкнутую ленту 4 транспаранта, нагнетатель 5, источник 6 излучения, расширитель 7 излучения из диафрагмы сопряженной с линзой, блок 8 из двух оптически сопряженных между собой линз, приемник 9 излучения в виде линейки фотодиодов, соединенной с измерительной схемой, состоящей из блока 10 считывания и счетчика 11, устройство для удаления частиц, содержащее источник 12 фотоактиничного излучения, например ртутную лампу, оптически связанный через линзу 13 с лентой 4 транспаранта. Лента 4 приводится в движение лентопротяжным механизмом 14 с ведущим 15 и установлена на опорных роликах 16, 17 и 18.

Устройство работает следующим образом

Воздушный поток направляется нагне тателем 5 к области расположения электродов 2 и 3 устройства фиксации частиц. При этом к электродам 2 и 3 от выпрямителя 1 подается высокое напряжение. Частицы пыли за счет ку- лоновьпс сил прилипают к ленте 4 транспаранта и переносятся лентой в оптическую систему.

Оптический Фурье-процессор работает следующим образом Пучок света от источника 6 излучения, пройдя расширитель 7 пучка излучения., преобразуется в параллельньш пучок света, который считывает информацию, .записанную на транспаранте Для более ясного понимания работы Фурье-процессора необходимо последовательно рассмотреть процесс записи и считывания информации Процесс записи информации заключает

ся в прилипании твердых частиц к прозрачной для источника излучения замкнутой ленте 4, которая снабжена лентопротяжным механизмом 14, Прилипание твердых частиц к ленте проис

ходит вследствие заряда их и ленты с помощью коронного разряда зарядами противоположного знака Таким образом к участку ленты площадью S в

0

5

0

5

единицу времени прилипает п частиц. Так как лента снабжена лентопротяжным механизмом, то она перемещается и через некоторое время ее участок площади S достигает области, где на него падает параллельный пучок света. Здесь освещенный участок ленты площади S является входным транспарантом Фурье-процессора Начинается процесс считывания Он заключается в просвечивании транспаранта и получений в фокальной плоскости оптической системы изображения транспаранта, В предлагаемом устройстве изображение имеет вид освещенного участка площади S, в который вкраплены темные точки, являющиеся тенями от твердых частиц, находящихся на входном транспаранте. Так как в фокальной плоскости находится линейка фотодиодов, а лента находится в движении, то тени от частиц также перемещаются, и всегда наступает такой момент, когда тень от частицы совмещается с каким-либо фо- 0 тодиодом линейки 9 и с этого фотодиода в блок 10 считьшания поступает сигнал о наличии частиц, которые считает счетчик 11.

з

0

5

0

5

Для удаления частиц с ленты 4 транспаранта устройство снабжено источником 12 фотоактиничного излучения, оптически связанным через линзу 13 с лентой 4 транспаранта, В качестве фотоактиничного излучения можно использовать излучение р тутной лампы При засветке ленты с нанесенными на нее частицами фотоактиничным излучением вследствие фотопроводимости некоторая часть электростатических зарядов компенсируется. Это ослабляет электростатические силы взаимодействия между частицами и лентой Частицы под действием силы тяжести отсоединяются от ленты,

Повышение точности измерений свя- зано в устройстве с жесткой фиксацией частиц на ленте транспаранта и соответственно отсутствием искажений, связанных со свободным движением частиц через измерительный объем. Кроме того, устройство может использоваться не только как средство измерения запыленности, но и как устройство для

очистки воздушных объемов, например производственных помещений от пыли„

Формула изобретения

Устройство для регистрации частиц в газовом потоке, содержащее источник излучения, оптически связанный через оптическую систему с приемнико излучения, соединенным с измеритель- ной схемой, а также нагнетатель,- отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, оно дополнительно содержит устройство дня фиксации частиц и устройство для удаления частиц, оптическая систма выполнена в виде оптического Фурье-процессора, включающего последовательно расположенные оптически связанные между собой расширитель пучка, транспарант и блок из двух оптически сопряженных между собой линз,оптически связанный с приемнико , выполненным в виде линейки фотодиодов, причем расширитель

:

пучка оптически связан с источником излучения, а транспарант представляет собой прозрачную для излучения источника замкнутую ленту, снабженную лентопротяжным механизмом, при этом устройство для фиксации частиц вьтолнено в виде электродов коронног разряда, закрепленных в блоке из диэлектрика и образующих систему игл, расположенных перпендикулярно плоскости ленты транспаранта по ходу воздушного потока от нагнетателя и соединенных с одним из полюсов высоковольтного выпрямителя, устройство для удаления частиц выполнено в виде источника фотоактиничного излучения, оптически связанного с лентой транспаранта, причем нагнетатель и устройство для фиксации частиц расположены до оптической системы по ходу движения ленты транспаранта, а устройство для удаления частиц - после оптической системы по ходу движения ленты транспаранта о

17

Изобретение относится к области контроля концентрации частиц в потоке газа Цель изобретения состоит в значительном повышении точности измерения концентрации частиц за счет жесткой фиксации частиц путем выполнения регистратора частиц в виде оптического Фурье-процессора, в котором в качестве выходного транспаранта используется движущаяся лента, на которую записывается информация о количестве частиц в газовом потоке Регистратор состоит из трех основных элементов. Устройство записи информации содержит источник высокого напряжения, отрицательный потенциал которого соединен с несколькими электродами коронного разряда, а положительный через скользящий контакт - -.с лентой о Частицы с помощью вентилятора просасываются через объем с отрицательным коронным разрядом, который образуется между электродами и лентой. При этом они заряжаются отрицательно и под действием кулоновских сил прилипают к положительно заряженной ленте Устройство считывания информации выполнено по схеме Фурье-процессора, в котором входным транспарантом является прозрачная для излучения источника движущаяся лента с прилипшими к ней частицами В выходной плоскости процессора образуется увеличеннное и четкое изображение теней частиц, которое попадает на линейку фотодиодов. С помощью электронного блока информация о количестве частиц считывается и записьгоается в счетчик частиц. Устройство стирания информации состоит из источника активированного излучения, под действием которого лента разряжается и частицы отсоединяются от ленты, 1 йл, i (Л оо sl О5 00 со