Устройство для измерения запыленности газов Советский патент 1989 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения, концентрации

о

ПЫЛИ в воздухе производственных помещений .

Цель изобретения - повышение точности измерения запыленности.

На фиг. 1 схематично показана конструкция предлагаемого устройства для измерения запыленности газов; на фиг. 2 - чсечение А-А на фиг. 1,

Устройство cdflep aiT металлический корпус 1, охватыванщий зарядную камеру, состоящую из потенциального электрода 3 с отверстиями и и голы- чатых электродов 4, расположенных в отверстиях потенциального электрода 3 (фиг. 2). За зарядной камерой 2

соосно с ней расположены внутренний 5 и внешний 6 элементы электростатического экрана. Внутренний элемент 5 выполнен в виде конуса и ориентирован вершиной по потоку,, а диаметр его основания равен внутреннему диаметру кольца, по которому расположены отверстия в потенциальном электроде 3. Внешний элемент 6 имеет внутреннюю поверхность в виде усеченного конуса, также ориентированного вершиной по потоку, а его максимальный диаметр равен наружному диаметру кольца, по которому расположены отверстия в потенциальном электроде 3. За элементами 5 и 6 расположена фокусирующая электромагнитная линза 7, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаСП

О)

00

3150

метру индукционной камеры 8, расположенной за фокусиругацей электромагнитной линзой 7. К индукционной камере 8 подключен блок 9 обработки сигналов, выполненный, например, в виде последовательно соединенных усилителя и детектора,

Между металлическим корпусом 1, охватывающим зарядную камеру 2, и ме- таллическим корпусом 10, охватывающим индyкщ oннyю камеру 8, установлена изоляционная шайба 11, выполненная, например, из гетинакса, К потенциальному электроду 3 подключен источник 12 высокого импульсного напряжения, а к фокусирующей электромагнитной линзе 7 - источник 13 напряжения постоянного тока. Потенциальный электрод 3 и индукционная камера 8 уста- новлены на изоляционных каркасах 14 и 15. Внутренняя поверхность индукционной камеры 8 покрыта ферромагнитным слоем 16, соединенным с блоком 9 обработки сигнала. Игольчатые электро- ды А, внутренний и внешний 6 элементы электростатического экрана электрически соединены с металлическим корпусом 1 , охватывающим зарядную саме- РУ 2. ,

Устройство работает следующим образом.

Поток анализируемого газа при помощи побудителя тяги пропускается через зарядную камеру 2, На потенци- альный электрод 3 подается от источника 12 напряжение, вызывающее импульсный коронный разряд между потенциальным электродом 3 и игольчатыми электродами 4, В течение импульса коронно- го разряда частицы пыли приобретают электрический заряд. Далее поток заряженных частиц проходит участок газохода, образованньш внутренним 5 и внешним 6 элементами электростати- ческого экрана, и через фокусирующую электромагнитную линзу 7 поступает в индукционную камеру 8, индуцирует в ней электрический заряд,, пропорцио- нальньш концентрации пыли в газе, ко- торый измеряется и преобразуется в блоке 9 обработки сигналов. На входном участке индукционной камеры 8 за счет поворота и слияния нескольких потоков из отверстий потенциального электрода 3 происходит искривление траекторий и соударение частиц, в результате чего некоторая их часть приобретает радиальную составляющую

скорости движения, .направленную к внутренней стенке индукционной камеры, и оседает на ней, В результате возможно уменьшение объемной плотности заряда чагтиц и, следовательно, уменьшение уровня полезного сигнала на выходе устройства.

Фокусирующая электромагнитная линза 7, подключенная к источнику 13 напряжения постоянного тока, за счет действия фокусирующего поля препятствует осаждению частиц на стенках индукционной камеры. Наличие ферромагнитного слоя 16 на внутренней поверхности индукционной камеры усиливает фокусируюш;ее действие магнитного поля линзы. Частицы, движущиеся в результате соударений к стенкам индукционной камеры, приобретают под действием фокусирующего поля вращательную составляющую движения и одновременно составляющую движения, направленную к осевой линии индукционной камеры. Это позволяет достигнуть большего изменения заряда во времени в объеме индукционной камеры и, соответственно, большего значения уровня полезного сигнала, что повышает точность измерения уровня запыленности газов.

Экспериментальным путем установлено оптимальное соотношение между фокусным расстоянием f фокусирующей электромагнитной линзы и длиной l, индукционной камеры, при котором достигается максимальный выходной сигнал устройства, равное f(l,5-2)1,

При данных соотношениях конструктивных параметров индукционной камеры и фокусирующей линзы максимальное фокусирующее действие достигается из условия равенства внутреннего диаметра фоку сирующей линзы внутреннему диаметру индукционной камеры 8,

Длина 1 индукционной камеры 8 выбирается из условия максимального изменения заряда во времени в объеме индукционной камеры. Это условие выполняется, если длина пачки заряженных частиц больше или равна длине индукционной камеры. Длина пачки заряженных частиц И определяется скоростью прокачки газа V и длительностью импульса коронного разряда ( и

И ,

где iv эффективная длина зарядной

о

камеры, .определяемая скоростью потока газа в зарядной камере, временем

п

/J

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации пыли в воздухе производственных помещений. Цель изобретения - повышение точности измерения запыленности. Анализируемый газ пропускают через устройство, содержащее зарядную и индукционную камеры. В зарядной камере частицы приобретают электрический заряд, а поступая в индукционную камеру, индуцируют в ней заряд, пропорциональный их концентрации. Часть частиц стремится осесть на стенке индукционной камеры, что вносит погрешность в измерения. Оседанию частиц препятствует фокусирующая электромагнитная линза с фокусным расстоянием, равным 1,5-2 длинам индукционной камеры, подключенная к источнику тока. 2 ил.

фиеЛ

Редактор Г.Волкова

Составитель М.Рогачев Техред И.Верес

Заказ 5796/35

Тираж 789

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ft

Фиг. 2

Корректор Л.Бескид

Подписное