Пылемер Советский патент 1990 года по МПК G01N15/00 

Изобретение относится к устройствам для определения массовой концентрации твердых.частиц, взвешенных в различных газах, и может быть использовано для оперативного контроля запыленности1 воздуха в жилых и производственных помещениях, а также для автоматизации технологических процессов, включающих распыление исходных компонентов.

Целью изобретения является повышение точности и надежности пылемера

На чертеже показана конструкция предлагаемого пылемера.

Пылемер состоит из диэлектрической трубки 1 с запрессованными полу- цилиндрическими электродами, электропроводящих растяжек 2 и 3, электропроводящей перемычки 4, соединяющей электроды, источника 5 высокого

напряжения, электродов 6 коронного разряда, полюсных наконечников магнита или двух отдельных постоянных магнитов 7 и 8, разделительного трансформатора 9 и немагнитного, непроводящего газохода 10.

Устройство работает следующим образом.

Частицы пыли, проходя вместе с потоком газа мимо электродов 6 коронного разряда, приобретают отрицательный электрический заряд и затем притягиваются положительно заряженными |полуцилиндрическими электродами. Час- тицы оседают на поверхность трубки 1 и удерживаются на ней, поскольку диэлектрический материал трубки препятствует стеканию зарядов. Частицы, коснувшиеся неизолированной поверхности, верхней растяжки 2, разряжаются и уносятся потоком газа, не влияя на дальнейшую работу прибора. Однако, благодаря малой поверхности растяжки 2 число таких частиц мало и они не вносят сколько-нибудь существенной погрешности в результат измерения концентрации пыли. Измерение частоты колебаний может производиться в режиме свободных колебаний,

Полуцилиндрические электроды, соединенные перемычкой 4, образуют одновитковую рамку. При движении этой рамки в поле магнитов 7 и 8 в ней наводится ЭДС синусоидальной формы с частотой колебаний рамки, через разделительный трансформатор поступающая в электронную схему измерения. Возбуждение вибратора производится путем пропускания через вторичную обмотку трансформатора короткого импульса тока. При этом, рамка выполняет роль электродинамического преобразователя аналогично электроизмерительным стрелочным приборам. Автогенераторный режим измерений во многих отношениях является предпочтительным. При этом вибратор выполняет в электронной схеме роль резонансного контура, а его колебания не затухают.

Градуировка пылемера, т.е. задание точного коэффициента пропорционально- ности между массовой концентрацией и например, числом на цифровом индикаторе производится за счет определения необходимого объема пропускаемой через прибор пробы газовой среды. Для обеспечения достаточно высокой точности измерения стабильность объе

10

20

1525 ,д

я е- и, я 55 5645204

ма отбираемой пробы должна быть не меньше 1%. Поверка пылемера может производиться путем пропускания через него пробы с заранее известной массовой концентрацией частиц.

Очистка поверхности вибратора от частиц пыли производится путем переключения полярности источника высокого напряжения на обратную. При этом полуцилиндрические электроды отталкивают одноименно заряженные частицы, которые удаляются при дополнительной продувке небольшого количества газовой среды. В этом случае коронный разряд почти не совершается, а осаждения частиц не происходит, В сильно запыленных средах более целесообразно продуть пылемер некоторым количеством из специального баллона.

Пусть, масса трубки п„ 10 кг (100 мг), радиус трубки R равен 10 м (1 см), а куртильная жесткость нити равна Н-м. Тогда, по приведенной формуле частота колебаний вибратора равна 5 Гц, а чувствительность прибора по массе 0,1 мг. При отборе пробы со скоростью 20 л/мин и времени отбора 5 мин чувствительность по

35

40

45

50

чувствительность массовой концентрации 1 мг/м .

Погрешность измерений для прототипа 5-8%. Для предлагаемого устройства погрешность не превысит 1%. Следовательно, предлагаемый пылемер по сравнению с прототипом дает повышение точности как минимум в 5 раз. Отсутствие хрупкого кристаллического вибратора позволяет повышать надежность пылемера.

Формула изобретения

Пылемер, состоящий из механического вибратора-зонда, закрепленного на упругих растяжках в трубопроводе,

системы электростатического осаждения пыли, содержащую источник высокого напряжения, подключенный к электродам коронного разряда, один из которых размещен на зонде, а другой - в исследуемом объеме, разделительного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к электродам, а первичная - к выходу генератора возбуждения и входу измерителя частоты свободных колебаний зонда магнитов, полюса которых перпендикулярны трубопроводу, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности пылемера, зонд выполнен в виде диэлектрического цилиндра, а система электростатического осаждения частиц пыли содержит два полуцилиндрических электрода, размещенных в материале трубки, а полуцилиндрические электроды подключены к выводам первичной обмотки разделительного трансформатора через растяжки и соединены между собой токопроводящей перемычкой.

Изобретение предназначено для измерения в массовой концентрации частиц пыли в различных газовых средах и может найти применение в системах контроля и охраны окружающей среды. Цель - повышение точности и надежности пылемера. Принцип действия пылемера основан на зависимости частоты колебаний механического вибратора от его массы. Для повышения точности и надежности в пылемере в качестве вибратора - зонда применена тонкостенная диэлектрическая трубка, закрепленная на двух крутильных нитях-растяжках. Осаждение частиц пыли на поверхность трубки производится с помощью электростатической системы, включающей два запрессованных в материал трубки полуцилиндрических электрода, через одну из растяжек подключенных к положительному выводу источника высокого напряжения. Отрицательный вывод источника соединен с электродами коронного разряда, расположенными в потоке исследуемой газовой среды. Прием колебаний вибратора производится с помощью электродинамической системы, включающей полюса постоянного магнита и рамку. Роль подвижной рамки выполняют полуцилиндрические электроды, соединенные перемычкой и через растяжки подключенные к разделительному трансформатору. 1 ил.

10