Устройство для измерения массовой концентрации аэрозолей Советский патент 1990 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля параметров аэрозолей и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет автоматического учета плотности частиц аэрозоля.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит установленные последовательно по потоку аэрозоля зарядную 1, отклоняющую 2 и измерительную 3 камеры, а также блок 4 питания, выход которого соединен с зарядной камерой 1, генератор 5 переменного напряжения, выход которого соединен с отклоняющей камерой 2, избирательный усилитель 6, вход которого соединен с измерительной камерой 3, блок 7 индикации, линию 8 задержки, вход которой соединен с

ел

4

00

J

выходом генератора 5 переменного напряжения, а выхол - с управляющим вхо- flOM фазового детектора 9 вход которого соединен с выходом избирательного усилителя бис входом амплитуд- Його детектора 10, а выход - с вторым входом блока 11 умножения, первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 10, а выход - jc входом блока 7 индикации. I Устройство работает следующим образом.

Блок I питания вырабатывает напря- :ение, которое прикладывается к за- ядной камере 1 „ Под действием этого апряжения в пространстве зарядной амеры 1 образуется объемный заряд |проходя через зону которого, частицы потока аэрозоля приобретают заряд, пропорциональный их размеру, т.е. используется диффузионный режим аэрозольных частиц.

е

Г

Затем поток аэрозоля поступает |в отклоняющую камеру 2. Под действи- м переменного электрического поля, которое создается при приложении к отклоняющей камере 2 напряжения, вырабатываемого генератором 5 перемен- ного напряжения, заряженные частицы аэрозоля приобретают поперечную оси потока аэрозоля составляющую скорости. Однако эта скорость приобретается не мгновенно, а определяется инер ционными свойствами частиц аэрозоля, т.е. временем релаксации частиц аэрозоля, которое пропорционально плотности частиц.

Частота изменения заряда частиц в потоке аэрозоля, вызванная переменны электрическим полем в отклоняющей камере 2, а следовательно, и напряжение, наводимое заряженными части- цами аэрозоля на измерительной камере 3, имеют фазу, отличную от фазы напряжения, вырабатываемого генератором 5 переменного напряжения, причем разность фаз Дц этих напряжений пропорциональна времени релаксации частиц аэрозоля. Напряжение, наводимое заряженными частицами потока аэрозоля на измерительной камере 3. считывается избирательным усилителем 6, который осуществляет необходимое масштабирование сигнала и его частотную фильтрацию, что позволяет уменьшить влияние помех, вызванных флук

0

5

0

5 0 5

0

5 о

5

туацией текущей концентрации аэрозоля и внешними наводками.

С выхода избирательного усилителяi 6 напряжение поступает на входы фазового и амплитудного 10 детекторов.На управляющий вход фазового детектора Э через линию 8 задержки подается напряжение, вырабатываемое генератором 5 переменного напряжения. Линия 8 задержки позволяет учесть запаздывание фазы напряжения за время прохождения частиц аэрозоля от отклоняющей камеры 2 до измерительной камеры 3.

Фазовый детектор 9 измеряет разность фаз между напряжением, вырабатываемым генератором 5 переменного напряжения (с учетом времени запаздывания) , и напряжением с выхода избирательного усилителя 6 Л If Амплитудный детектор 10 измеряет суммарный заряд частиц аэрозоля, который пропорционален их среднему размеру (радиусу) .

t

Сигналы с выхода фазового детектора -9 и с выхода амплитудного детектора 10 поступают на входы блока 11 умножения, который осуществляет операцию перемножения этих двух сигналов. Напряжение на выходе перемножителя 11 прямо пропорционально массовой концентрации к плотности аэрозоля и регистрируется блоком 7 индикации.

Формула из о б р е т е н и я

Устройство для измерения массовой концентрации аэрозолей, содержащее последовательно установленные по потоку аэрозоля зарядную, отклоняющую и измерительную камеры, а также блок питания, генератор переменного напряжения и блок индикации, причем выход блока питания соединен с зарядной камерой, а выход генератора переменного напряжения подключен к отклоняющей камере, о т- л и ч а ющее- с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет автоматического учета плотности частиц аэрозоля, устройство дополнительно снабжено избирательным усилителем, линией задержки, фазовым и амплитудным де текторами и блоком умножения, причем вход избирательного усилителя подключен к измерительной камере, а его выход соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, выход генератора переменного напряжения подключен через линию задержки к управляющему входу фазового детектора, выход амплитудного детектора соединен

с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход - к блоку индикации.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля параметров аэрозолей и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет автоматического учета плотности частиц аэрозоля. Устройство содержит установленные по потоку аэрозоля зарядную, отклоняющую и измерительную камеры, а также блок питания, выход которого соединен с зарядной камерой, генератор переменного напряжения, выход которого соединен с отклоняющей камерой, избирательный усилитель, вход которого соединен с измерительной камерой, блок индикации, линию задержки, вход которой соединен с выходом генератора переменного напряжения, а выход - с управляющим входом фазового детектора. Вход последнего соединен с выходом избирательного усилителя и с входом амплитудного детектора, а выход - с вторым входом блока умножения, первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - с входом блока индикации. 1 ил.

-о