Детектор субмикронных аэрозолей Советский патент 1989 года по МПК G01N15/02 

(21) 4208663/24-25

(22) 13.03.87

() 30.03.89. Бил. N 12

(72) А.В.Загнитько, А.А.Кирш,

С.А,Кокарев, В.А.Бабаянц

и А.П.Ивацевич

(53)534.275.3 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 879405, кл. G 01 N 15/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1296906, кл. G 01 N 15/00, 1985.

(54)ДЕТЕКТОР СУБМИКРОННЫХ АЭРОЗОЛЕЙ

(57)Изобретение относится к анализу аэрозольных частиц, а именно к устройствам для измерения малых за- пыленностей газа, и может быть использовано при решении задач охраны окружающей среды и контроля технологической гигиены, при исследовании атмосферных аэрозолей и для испыта ния фильтров. Цель изобретения - повышение чувствительности детектора и уменьшение потребления электроэнергии за счет полной нейтрализации естественных зарядов частиц. Цель достигается благодаря созданию двух отдельных, последовательно расположенных в газоходе генераторов ионов и электронов для полной нейтрализации естественных зарядов аэрозольных частиц и их последующей униполярной зарядки.- Детектор содержит гаяоход, в котором установлены последовательно генераторы ионов и электронов для нейтрализации и последующей униполярной зарядки исследуемых аэрозольных частиц и фильтр, соединенный с электрометром для измерения тока переноса заряженных частиц, осевших на волокна фильтра. Ионизация газа в генераторах осуществляется с помощью плоского радиоактивного альфа-источника. Гил.

G

1

Изобретение относится к анализу аэрозольных частиц, а именно к устройствам для измерения малых запылен- ностей газа, и может быть использовано при решении задач охраны окружающей среды и контроля технологической гигиены, при исследовании атмосферных аэрозолей и при испытании фильтров.

Целью изобретения является шение чувствительности и уменьшение потребления :. электроэнергии, за счет полной нейтрализации естественных зарядов частиц.

На чертеже схематично изображен предлагаемый детектор.

Детектор содержит газоход I, выполненный из изоляционного материала. В одной части газохода, ближе к его торцу, расположен рещетчатый электрод 2, заземленный через микроамперметр 3 для измерения проводимости газа. В другой части газохода, ближе к выходному патрубку 4, установлен ре- гаетчатый электрод 5, соединенный с .источником 6 напряжения. Напряжение питания от источника 6 напряжения не превышает 600 В и предназначено для создания электрического поля Е между решетчатыми электродами 2 и 5. Решетчатые электроды 2 и 5 параллельны и расположены поперек газохода, перпен&0

ю

икулярно потоку исспедуемого .газа. Ьильтр с проводящими волокнами 7 расоложен между решетчатьгми электродом 5 и выходным патрубком 4 и подключен к электрометру 8 для измерения Т9ка. переноса униполярно заряженных частиц, осевших на волокна фильтра. В торце газохода установлены параллельно решетчатым электродам 2 и 5 плос- Q кий радиоактив ный альфа-источник 9 и дополнительный решетчатый заземлен- ньй электрод 10, Между решетчатыми заземленными электродом 2 и дополнительным электродом 10 расположенJ5 входной кольцеобразньй патрубок 1 1 , через который запыленный газ поступает в детектор. Расстояние 1 между плоским радиоактивным альфа-источником 9 и решетчатым электродом 220 меньше длины пробега ионизирующих частиц Я в исследуемом газе, а расстояние 1 между плоским радиоактивным альфа-источником 9 и решетчатым электродом 5 больше Д . В результате 25 между заземленными решетчатыми электродом 2 и дополнительным электродом 10 образуются биполярные ионы (электроны в случае электроположительного газа), ионизирующее излучение не пос-JQ тупает к решетчатому электроду 3 и локализовано в пространстве около заземленного решетчатого электрода 2. При этом в случае использования альфа-излучения около заземленного ре- шетчатого электрода 2 (между решетчатыми электродами 2 и 5) образуется локализованная зона положительных и отрицательных ионов (электронов при анализе электроположительного Q газа), концентрация которых больше концентрации ионов между заземленными решетчатыми электродом 2 и дополнительным электродом 10, так как плотность ионизации газа альфа-час- g тицами в конце длины их пробега больше плотности и онизации газа на остальном участке длины их пробега в исследуемом газе. При создании между решетчатыми электродами 2 и 5 разнос- ти потенциалов около решетчатого . электрода 5 образуется униполярная ионная (электронная в атмосфере электроположительного газа) атмосфера.

При работе детектора поток запы- .. ленного газа с объемной скоростью , 0,1-0,4 л/с через входной кольцеобразньй патрубок 11 подается в геиера- тор А ионов и электронов для полной

нейтрализации естественных зарядов аэрозольных частиц. Генератор А ионов и электронов включает заземленные решетчатые электрод 2 и дополнительный электрод 10, а также плоский радиоактивный альфа-источник 9. Иод действием ионизирующего излучения между электродами образуются положительные и отрицательные ионы (электроны), которые, осаждаясь на поверхность аэрозольных частиц, обусловливают их разрядку. Поток незаряженного аэрозоля из генератора А ионов и электронов через заземленный решет- чатьй электрод 2 поступает в генератор Б униполярных ионов, включающий плоский радиоактивный альфа-источник 9, решетчатые электроды 2 и 5, соединенные соответственно с микроамперметром 3 и источником 6 напряжения. Около решетчатого электрода 5 происходит униполярная зарядка взвешенных в газе частиц отрицательными ионами (электронами в случае электроположительного газа), которые образованы под действием ионизирующего излучения от плоского радиоактивного альфа-источника 9 и сконцентрированы около решетчатого электрода 5 электрическим полем Е, Положительные ио-. ны, образованные ионизирующим излучением, концентрируются под действием электрического поля около заземленного решетчатого электрода 2 и практически не содержатся около решетчатого электрода 5, так как кратчайшее расстояние между плоским радиоактивным альфа-источником 9 и решетчатым электродом 5 больше длины пробега ионизирующих частиц в исследуемом газе. Поток униполярно заряженных частиц из генератора Б униполярных ионов поступает на фильтр с проводяш ми волокнами, соединенный с электрометром 8 для измерения тока переноса частиц I, осевших на волокна фильтра. По величине I и величине проводимости газа между решетчатыми электродами 2 и 5, измеренной с помощью микроамперметра 3, судят о его запыленности,

.Формула изобретени

Детектор субмикронных аэрозблей, содержащий газоход, выполненный из изолирующего материала и снабженньй входным и выходным патрубками, два установленных в газоходе перпендикулярно потоку газа параллельных решет- чатых электрода, один из которых за- эекпен, а другой подключен к источнику напряжения, генератор униполярных ионов с плоским радиоактивньм альфа-источником, установленным на внутренней поверхности газохода, и фильтр с проводящими волокнами,рас- попоженный перед выходным патрубком и подключенный к электрометру, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности детектора и уменьшения потребления электроэнергии за счет полной нейт14

70

/

Редактор Т.Парфенова

Составитель А.Петров Техред М.Ходанич

Заказ 1347/45

Тираж 788

ВРШИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

146932П

рализации естественных зарядов частиц между радиоактивным источником и генератором униполярных ионов и

электронов, в торце газохода параллельно решетчатым электродам установлен плоский радиоактивный альфа- источник и дополнительный заземленный решетчатый электрод на расстояНИИ от ршпетчатого электрода, соединенного с источником напряжения,большем, и на расстоянии до заземленного решетчатого электрода, меньшем, чем длина свободного пробега альфачастиц в исследуемом гаяе.

11

Корректор В.Гирняк

Подписное