УСТРОЙСТВО К ПРОТОЧНОМУ ЗАРЯД-СПЕКТРОМЕТРУ Советский патент 1967 года по МПК H01J49/04 G01T7/04 

Проточные заряд-спектрометры применяются для статистических измерений и исследований зарядов и размеров твердых и жидких частиц, взвешенных в газовой среде, например воздухе.

Они содержат входное заборное устройство, измерительную камеру, устройство электропитания и насосное устройство (например, маломощную воздуходувку), обеспечивающее просос исследуемого воздуха через входное устройство и измерительную камеру.

Работают заряд-спектрометры по следующему принципу.

Узкий пучок заряженных частиц, выделенный и сформированный соответствующим входным (заборным) устройством, вводят в измерительную камеру, содержащую электроды, создающие электростатическое поле, перпендикулярное оси пучка. Это поле отклоняет заряженные частицы и заставляет их двигаться по криволинейным траекториям, которые заканчиваются на поверхности приемника частиц, обычно, на предметном стекле для микроскопа, которое исследуют под микроскопом для определения размеров отдельных частиц и их координат, что дает возможность подсчитывать распределение частиц по заряду и массе.

Применяемые в известных проточных заряд-спектрометрах заборные устройства не могут обеспечить высокую точность измерений, поскольку в них не исключена возможпость перезарядки частиц при прохождении через входное устройство, и они не обеспечивают изокинетичность и ламинарность течения исследуемого газа через измерительную камеру.

В ряде случаев, особенно при исследованиях туманов, капли которых состоят из легколетучих веществ, дополнительным источником погрешности является испарение частиц (капель) во время измерений внутри измерительной камеры заряд-спектрометра.

Предлагаемое входное (заборное) устройство позволяет существенно повысить точность и воспроизводимость измерений за счет более точной фиксации координаты входа, обеспечения изокинетических условий отбора пробы, ламинарности течения струи исследуемого газа через измерительную камеру и замедления испарения частиц летучих веществ. Особенность заборного устройства заключается в том, что вход заборного устройства выполнен в виде двух направленных навстречу один другому клиньев (или воронки), обтянутых фильтрующим материалом, например тканью, так, что с каждой стороны клиньев (или воронки) эта ткань образует полости. Одна из полостей использована для

отсоса воздуха, а другая для его поддува, обеспечивающего ламинарпое течение струи исследуемого воздуха через чувствительный объем измерительной камеры заряд-спектрометра. Для замедления испарения частиц, легко летучих веществ к полости поддува заборного устройства подсоединяется газгольдер, воздух в котором насыщен парами тех же летучих веществ.

На чертеже изображена принципиальная схема входного (заборного) устройства.

Входное устройство 1 с помощью разъема 2 крепится к измерительной камере 3 и содержит два одинаковых металлических острых клина 4, направленных навстречу один другому. Клинья 4 поддерживают и натягивают сменные фильтры 5, состоящие из двух слоев: внутреннего из фильтрующего материала 6 и наружного из латунной сетки 7, -обеспечивающей необходимую жесткость фильтра.

Фильтры натянуты на клинья 4 так, что по обе стороны каждого клина образованы полости 5 и Я а между фильтрами оставлена щель 10, которая и выполняет роль входной щели проточного заряд-спектрометра.

При работе проточного заряд-спектрометра, снабженного описываемым входным заборным устройством, изокинетичность и ламинарность течения струи газа, поступающей через щель 10 внутрь измерительной камеры S, обеспечиваются подбором разрежения в полости 8 и избыточного давления в полости 9 в сочетании с известными методами борьбы с турбулентностью, например с использованием струевыпрямительной рещетки 11, помещенной на выходе измерительной камеры 5 перед устройством отсоса (воздуходувка) 12.

Вспомогательное устройство для создания и подбора разрежения в полости 8 и избыточного давления в полости 9 может быть выполнено, например, из вспомогательных насосов-воздуходувок 13 и 14, крана 15 и небольщого газгольдера 16, обеспечивающего подачу в полость 9 газа, насыщенного парами легко летучего вещества.

Между входным устройством / и насосамивоздуходувками 13 к 14 п между измерительной камерой 3 и воздуходувкой 12 встроены вспомогательные устройства 17 для измерения и регулирования расхода воздуха при подборе режима, обеспечивающего изокинетичность и ламинарность протекания воздуха через измерительную камеру. Если измерения проводят не с линейной

входной щелью проточного заряд-спектрометра, а с круглой, вместо пары клиньев 4 нужно применить соответствующее тело вращения (воронку), окруженное воронкообразным фильтром, образующим вместе с воронкой

кольцевые полости.

Предмет изобретения

1. Входное (заборное) устройство к проточному заряд-спектрометру, образующее переднюю стенку заряд-спектрометра, имеющую входную щель, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и воспроизводимости измерений распределения пылевых частиц за счет улучщения фиксации координаты входа путем обеспечения изокинетичности условий отбора и ламинарности течения исследуемого аэрозоля через чувствительный

объем измерительной камеры, вход заборного устройства выполнен в виде двух нанравленных навстречу друг другу клиньев (или воронки), обтянутых фильтрующим материалом, например тканью, так, что с каждой

стороны клиньев (или воронки) эта ткань образует полости, одна из которых использована для поддува воздуха, а другая для отсоса, обеспечивающего ламинарное течение воздуха с пылью или туманом через чувствительный объем измерительной камеры зарядспектрометра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью замедления испарения частиц, состоящих из легко летучих веществ, к полости поддува заборного устройства подсоединен газгольдер, воздух в котором насыщен парами тех же летучих веществ.