Способ отбора проб аэрозоля Советский патент 1991 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к исследованию дисперсных систем с применением методов вакуумного отбора проб и позволяет регистрировать образование жидкокапельных частиц в распылительных установках, например в двигателях, топливных форсунках, определять концентрацию этих частиц и может быть использовано для изучения процессов диспергирования жидких горючих смесей.

Цель изобретения - повышение представительности проб и точности анализа.

Для достижения поставленной цели в способе отбора проб аэрозоля включающем осаждение аэрозольных частиц на подложку, в качестве подложки берут материал, изменяющий оптическую прозрачность при смачивании аэрозолем, освещают внутреннюю полость пробоотборника и регистрируют пробу в процессе осаждения аэрозольных частиц на подложку,

Осаждение частиц лучше всего проводить при давлении у поверхности подложки 9,0-9,8-Ю4 Па.

Основным отличительным признаком является материал подложки экрана, его смачиваемость и прозрачность соответствующая сухому и смоченному состояниям, обеспечивающим разницу в величинах регистрируемого тока фотодиода, располагаемого под подложкой-экраном.

Существует экспериментально установленная связь между материалом подложки, давлением осаждения и изменением регистрируемого сигнала, что отражено в таблице. Из таблицы видно, что при ,0-10 Па величина AI увеличивается при изменении материала подложки в ряду, калька-бязь-фильтровальная бумао

ON СП

isj О

га марки АФ А-ХА, что в первую очередь (при равных давлениях осаждения) обусловлено различной прозрачностью материала подложки, которая для сухого состояния наибольшая у кальки. Для ,8104 Па наблюдается та же тенденция. Для серии экспериментов ке- росин-АФА-ХА получены наибольшие величины Д|, что обусловлено наиболь- ц)ей смачиваемостью именно фильтро- в альной бумаги АФА-Ха по сравнению с другими материалами. Разброс значе- ций внутри самой серии экспериментов керосин -АФА-ХА, соответствующих различным значениям давления у подложку, невелик (10%), а верхний предел Давления осаждения, равный 9,8104 Па, обусловлен тем, что при дальнейшем увеличении давления (до 1,10 Па, что рав- йо атмосферному давлению) прекращается осаждение аэрозоля на подложку, а г(ри давлении, более низком, чем 9-Ю4 Па, интенсифицируется испарение ка- г1ель и переход вещества в паровую фазу. Поэтому для авиационного керосина оптимальный диапазон изменения давления 9,8-9,0-104 Па, причем такие же Параметры возможны и для1 других аналогичных керосину жидкостей.

На чертеже представлена блок-схема вакуумного пробоотборника для осуществления способа.

Вакуумный пробоотборник содержит корпус 1, капилляр 2, источник 3 света, источник 4 питания, полупроницаемую подложку 5, фотодиод 6, миллиамперметр 7.

Способ осуществляют следующим образом .

К вакуумному пробоотборнику подают двухфазный поток, содержащий жидко- капельный аэрозоль, например керосин, йодяной туман и др. С помощью насоса но внутренней полости вакуумного пробоотборника создают разрежение 9,0- 9,8 Ю4 Па. В капиляре 2 формируют аэрозольную струю, аэрозольные частицы которой осаждаются на подложке, например, из АФА-ХА, кальки и т.д., и Смачивают ее. Источник 3 света освещает внутреннюю полость, По мере Осаждения жидкокапельного аэрозоля на подложку ее прозрачность меняется в пределах0/, 10 А 90%, где Д

изменение прозрачности, в результате чеп возрастает ток фотодиода, расположенного под смоченной подложкой, что указывает на осаждение жидкокапельного аэрозо

ля,

Пример. Отбор пробы жидкокапель ного аэрозоля производят на тканевую под ложку (Бязь). Распыл керосина в форсунке производится при давлении ,410 Па.

0 Осаждение жидкокапельного аэрозоля происходит при давлении 9,0-104Па. При этом прозрачность (в относительных единицах) изменяется от 20 до 30, т.е. на 20%,

5 П р и м е р 2, Отбор пробы жидкокапельного аэрозоля производят на подложку, выполненную из чертежей кальки. Распыливающее давление в керосиновой форсунке ,4 10 Па. Осаждение аэрозоля

0 производится на подложку при разрежении 9,0 -104 Па. Изменение регистрируемого сигнала 50-60 ед, т.е. на 10%,

П р и м е р 3. Отбор пробы жидкокапельного аэрозоля производят на подложку, вы5 полненную из фильтра АФА-ХА. Распыл керосина - при ,4-104Па.

Разрежение в области подложки 9,1 10 Па. Изменение сигнала произошло на 90%.

0 П р и м е р 4. Отбор пробы жидкокапельного аэрозоля производят на положку, выполненную из фильтровальной бумаги АФА-ХА. Распыл керосина при Р 1,4-105 Па. Разрежение в области подложки 5 9,8-10 Па. Изменение регистрируемого сигнала 20-36 ед., т.е. на 80%.

П р и м е р 5. Отбор пробы жидкокапельного аэрозоля производят на подложку, выполненную из чертежной кальки. Распыл

0 керосина при ,4-104 Па, Разрежение в области подложки 9,8-104Па. Изменение регистрируемого сигнала от 20- 27 ед., т.е. на 35%.

Способ обладает следующими преиму5 ществами, Расширены функциональные возможности способа, т.е. повышена представительность проб и точность анализа. Помимо отбора твердофазных аэрозольных частиц возможен также отбор жидко0

капельных аэрозолей, таких как керосин,

водяной туман и др. Предлагаемый способ позволяет одновременно в процессе отбора регистрировать жидкокапельную фракцию, что не представлялось возможным, 5 когда факт осаждения отмечался лишь после проведения отбора пробы, разбора вакуумного пробоотборника и анализа подложки в электронном микроскопе Оперативность способа дает возможность

регистрировать, например, керосин в аэрозольной фракции с учетом инерционных свойств керосина в двухфазном высокоскоростном потоке воздухе, что найдет применение при определении параметров (концентрации частиц, их массы или физического распределения по массам) аэрозольной фракции при характерных авариях в двигателях.

Формула изобретения 1. Способ отбора проб аэрозоля, включающий осаждение аэрозольных частиц на

0

подложку, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности проб и точности анализа, в качестве подложки берут материал, изменяющий оптическую прозрачность при смачивании аэрозолем, освещают внутреннюю полость пробоотборника и регистрируют пробу в процессе осаждения аэрозольных частиц на подложку.

2. Способ по п. 1.отличающийся тем, что осаждение проводят при давлении у поверхности подложки (9,0-9,8)-104 Па.

Изобретение относится к исследованию дисперсных систем с применением методов вакуумного отбора проб и может найти применение для изучения процессов диспергирования жидких горючих смесей. Целью изобретения является повышение представительности проб и точности анализа. Способ отбора проб аэрозоля включает осаждение аэрозольных частиц на подложку, в качестве которой берут материал, изменяющий оптическую прозрачность при смачивании аэрозолем, освещение внутренней полости пробоотборника и регистрацию пробы в процессе осаждения аэрозольных частиц на подложку. При этом осаждение проводят при давлении у поверхности подложки 9,0 - 9,8 10⁴ Па. 1 з.п.ф-лы. 1 ил.

Лоток аэрозоля

г 1

5 6

Кнасосу