Изокинетический пробоотборник аэрозолей Советский патент 1992 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к контролю за загрязнениями атмосферы, а именно к пробоотборникам атмосферных аэрозолей, обеспечивающим изокинеТические условия отбора из потока аэрозолей.

Целью изобретения является повышение точности исследования аэродисперсных систем за счет увеличения количества

регистрируемых пробоотборником параметров дисперсной среды.

На фиг. 1 изображена схема изокине- тического пробоотборника с узлом регистрации параметров ветра; на фиг. 2 - узел привода источника излучения.

Изокинетический пробоотборник аэрозолей включает входную трубку 1, улавливающий элемент (фильтр из волокнистого

материала) 2, возхуховод 3, побудитель расхода (центробежный насос) в виде ветрового колеса 4 с полыми лопастями, сообщенными с воздуховодом 3, а на концах лопастей - с атмосферой. Направление потока аэрозолей (и ветра) показано стрелками.

Ветровое колесо 4 соединено посредством валов 5, 6, а также конических пар с постоянным магнитом 7 и магнитопроводом 8, которые закреплены на общей оси 9. В кольцевой зазор между магнитом 7 и магнитопроводом 8 введен металлический стакан 10, закрепленный на трубчатой оси 11, к этой же оси прикреплен подвижный конец спиральной пружины 12. Со стаканом 10 жестко связана штанга 13, на которой подвешен коллимированный источник излучения 14, а также укреплен противовес 15.

Коллимированный источник 14 с приво- дом смонтирован в поворотной ступице 16, которая имеет возможность поворачиваться относительно неподвижно смонтированного на вертикальной стойке 17 корпуса 18 и жестко закрепленного на нем цилиндри- ческого фотодетектора 19. Первоначальная ориентация и страгивание ветрового колеса осуществляется флюгером 20.

Устройство работает следующим образом..

Под влиянием разрежения, создаваемого насосом, часть потока аэрозолей засасывается во входную трубку 1, проходит через фильтр 2, где происходит-отделение аэрозолей, воздуховод 3 и через полые ло- пасти ветрового колеса 4 выбрасывается в атмосферу.

Пробоотборник ориентируется в горизонтальной плоскости навстречу ветру на вертикальной стойке 17 за счет эффекта са- моориентации ветрового колеса 4, а также посредством флюгера 20.

При работе пробоотборника скорость вращения ветрового колеса пропорциональна скорости набегающего потока, т.е. скорости ветра. Вращение ветрового колеса посредством валов 5 и 6 передается насаженным на одну ось 9 постоянному магниту 7 и магнитолроводу 8. При вращении магнита 7 и магнитопровода 8 на стенках стакана 10, находящихся в зазоре между ними, индуцируются вихровые электрические токи. Взаимодействие электромагнитного поля (наведенных токов) и магнитного поля постоянного магнита 7 создает приложенный к стакану 10 вращающий момент, пропорциональный скорости вращения магнита и магнитопровода. Под действием вращающего момента стакан 10 начинает поворачиваться вместе с осью 11 и штангой 13, на

конце которой подвешен уравновешенный противовесом 15 коллимированный источник излучения 14. Поворачиваясь вместе с осью 11, стакан 10 закручивает пружину 12, при этом пружина 12 создает противодействующий закручиванию момент, пропорциональный углу поворота стакана 10.

Очевидно, что угол поворота штанги 13, а следовательно положение коллимирован- ного источника излучения 14 относительно образующей сменного цилиндрического фотодетектора 1У, определяется скоростью ветра.

Коллимированный источник излучения 14 вместе с приводом размещен внутри поворотной ступицы 16, которая имеет возможность поворачиваться вместе с воздуховодом 3 в горизонтальной плоскости и занимать различные положения в зависимости от направления ветра.

Очевидно, что в зависимости от направления ветра коллимированный источник 14 будет занимать определенное положение по азимуту относительно закрепленного на неподвижном корпусе 18 цилиндрического фотодетектора 19..

В итоге, благодаря линейному характеру денсиометрической кривой фотодетектора и оптимальному выбору активности источника излучения, экспонирование прибора в реальном ветровом потоке в течение выбранного интервала времени приведет к тому, что на фотодетекторе будет зафиксировано статистическое распределение параметров ветра в виде определенного поля почернения. Выполнение источника излучения коллимированным повышает разрешающую способность устройства по регистрации параметров ветра, Построчное считывание и преобразование этого поля в электрический сигнал производится с помощью известных электронно-оптических методов. Радиационная безопасность при эксплуатации устройства обеспечивается выбором в качестве источника чистого бетта-излучателя (например, стронция-90) минимально необходимой активности.

Использование данного пробоотборника позволит повысить точность исследования аэродисперсных систем за счет регистрации дополнительной информации в виде статистических характеристик ветра в течение периода пробоотбора. При этом сохраняется простота конструкции пробоотборника и его полная автономность, что позволит без значительных затрат широко разворачивать сети сбора первичной информации об атмосферных аэрозолях.

Формула изобретения Изокинетинеский.пробоотборник аэрозолей, установленный на вертикальной стенке с поворотной ступицей, включающий фильтр и соединенный с ним побудитель расхода с приводом, выполненным в виде ветрового колеса, соединенного с побудителем расхода с помощью механической передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследования аэродисперсных систем за счет параллельной с пробоотбором регистрации статистических

0

характеристик ветра, он снабжен корпусом, подвижно установленным на вертикальной стойке, к.оллимированным источником бетта-излучения, смонтированным в поворотной ступице, цилиндрическим фотодетектором; установленным на корпусе, при этом коллимированный источник бетта-излучения соединен механической передачей с ветровым колесом с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно фотодетектора.

Изобретение относится к технике исследования аэродисперсных систем, в частности к пробоотборникам аэрозолей, обеспечивающим изокинетические условия отбора из потока аэрозолей. Целью изобретения является повышение точности исследования аэродисперсных систем регистрации в период пробоотбора направления и скорости ветра и получения по окончании пробоотбора их статистических характеристик. Устройство содержит фильтр и соединенный с ним побудитель расхода с механическим приводом в виде ветрового колеса, смонтированные на поворотном узле. За счет этого устройство имеет возможность самоориентироваться навстречу набегающему потоку. Новым в устройстве является то, что ветровое колесо соединено механической передачей с кол- лимированным источником бетта-излуче- ния, имеющим возможность перемещаться в зависимости от скорости ветра вдоль цилиндрической поверхности неподвижного фотодетектора в вертикальной плоскости, а также имеющим возможность свободного перемещения относительно указанного фотодетектора в зависимости от направления ветра в горизонтальной плоскости. 2 ил. (Л С XI ю XI О ю ел

(рцг.1

50

фиг.2