УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСОВОЙ И АКТИВНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ Советский патент 1970 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к измерительным устройствам, предназначенным для контроля загрязненности воздуха.

Известно устройство для определения весовой и активной концентрапии аэрозоля, соетоящее из пробоотборника и измерительного блока. Устройство содержит фильтрующую ленту, помещенную между источником бетачастиц и детектором излучения, подвижной экран для полного поглощения излучения источника, лентопротяжный механизм, схему регистрации интенсивности излучения и устройство для прокачки газа через фильтр. Определение запыленности воздуха проводят путем измерения количества бета-частиц, поглощенных осажденной на фильтре пылью. При измерении собственной активности пробы источник бета-частиц закрывают экраном.

Однако это устройство обладает недостаточной чувствительностью и не может обеспечить экспрессных измерений на уровне-1мг/см. Для устранения влияния колебаний толщины фильтрующей ленты на точность измерения количества осажденной пыли используют реверсивный механиз м для перемещения фильтра от детектора излучения к месту отбора пробы и обратно, что значительно усложняет конструкцию. Устройство лищено приспособлений для уменьщения влияния собственной активности пробы при больщой радиоактивности воздуха (например, при измерении в условиях подземных горных выработок).

Предлагаемое устройство отличается тем, что детектор излучения, снабженный коллиматором, размещен внутри газозаборного канала с предохранительной сеткой, а источник излучения, которым является альфа-активный препарат, снабжен механизмом для вывода его из газозаборпого канала.

Это позволяет повысить точность и чувствительность измерений и упростить конструкцию.

Для обеспечения оптимальной чувствительности и линейной зависимости показаний прибора от количества осажденной пыли расстояние по оси газозаборного канала между активной поверхностью источника и поверхностью детектора выбрано из соотношений:

Я

,,-(R + r) Ai

mj

Д/Иф

Ai

AIАф

&R - радиус детектора, см;

г - радиус источника, см; AS - пробег альфа-частиц в воздухе, см; Н - расстояние между детектором и источником, см; Аф - пробег альфа-частиц в фильтре, ДШп - наибольшая измеряемая навеска пыли, мг/см ; А„ - пробег альфа-частиц в материале пыли, мг/см ; m-i - толщина каждого из поглотителей, расположенных между источником и детектором, мг/см , AI - пробег альфа-частиц в каждом из этих поглотителей, мг/см. Для уменьшения влияния собственной активности отобранной пробы на точность измерения весовой концентрации пыли коллиматор, установленный между фильтруюш,им элементом и детектором излучения, изготовлен в виде поглош,ающей альфа-частицы пластины с отверстиями, причем толш,ина пластины h и диаметр отверстий d выбраны из соотношения: , /ft2 + d2 А, 2 Ai Кроме того, предохранительная сетка, поддерживающая фильтрующий элемент в газозаборном канале, выполнена в виде нескольких проволок, натянутых параллельно одна другой в направлении перемещения фильтрующего элемента. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. В корпусе 1 устройства размещены газозаборный канал 2, имеющий верхнюю и нижнюю части с окном 3 и предохранительной сеткой 4 и соединенный с устройством для прокачки воздуха (газа), сменный фильтрующий элемент 5 (например, в виде фильтрующей ленты), механизм 6 перемещения фильтрующего элемента, источник 7 альфа-частиц, механгш м 5 вывода источника из газозаборного канала, детектор 9 излучения с коллиматором 10, распололсенный в газозаборном канале непосредственно под окном канала, электронная схема и регистрации интенсивности излучения и показывающий прибор 12. Устройство работает следующим образом. Над окном 3 газозаборного канала 2 устанавливают чистый фильтрующий элемент 5, который для удобства может быть выполнен в виде ленты, намотанной на бабины и передвигаемой при смене кадра с помощью механизма 6. В верхнюю часть газозаборного канала 2 вводят источник 7. Часть альфа-частиц попадает в детектор 5, и с помощью электронной схемы 11 и показывающего прибора 12 определяют интенсивность излучения. После этого механизмом 8 выводят источник из газозаборного канала 2 и путем прокачки газа через фильтрующий элемент производят отбор пробы аэрозоля. По окончании забора пробы снова вводят в газозаборный канал источник альфа-частиц и измеряют интенсивность излучения, прошедшего через фильтрующий элемент с осадком пыли. Разность этих двух измерений, вызванная увеличением толщины фильтрующего элемента за счет накопления на нем пыли, служит мерой весовой концентрации аэрозоля. Активную концентрацию аэрозоля определяют путем измерения активности отобранной пробы при выведенном из газозаборного канала 2 источника 7 альфа-частиц. Для уменьшения влияния собственной активности пробы на точность измерения весовой концентрации аэрозоля детектор 9 излучения снаблсен коллиматором 10 в виде поглощающей альфа-частицы пластины с отверстиями. Поддерживание фильтрующего элемента 5, в газозаборном канале осуществляется предохранительной сеткой 4, выполненной в виде нескольких проволок, натянутых параллельно одна другой в направлении перемещения фильтрующего элемента. Предмет изобретения 1.Устройство для определения весовой и активной концентрации аэрозоля, содержащее фильтрующий элемент с механизмом перемещения и системой прокачки воздуха (газа), помещенный между источником и детектором излучения, схему регистрации интенсивности излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений и упрощения конструкции, детектор излучения, снабженный коллиматором, размещен внутри газозаборного канала с нредохранительной сеткой, а источник излучения, которым является альфа-активный препарат, снабжен механизмом для вывода его из газозаборного канала. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между активной поверхностью источника и поверхностью детектора выбрано из соотношений: A(R+r) . J-/ / л /п с , , п Лв I и,с d AL A( г) где R - радиус детектора, см; г -радиус источника, см; Лв -пробег альфа-частиц в воздухе, см, Н - расстояние между детектором и источником, см; Дтф--разброс по толщине фильтрующих элементов, мг/см ; Аф - пробег альфа-частиц в фильтре, АгПп - наибольшая измеряемая навеска пыли, мг/см2; А„ - пробег альфа-частиц в материале пыли, мг/сл1 ; nil - толщина каждого из поглотителей, расположенных между источником и детектором, мгсм ;

3, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния собственной активности отобранной нробы на точность измерения весовой концентрации пыли, коллиматор, установленный между фильтрующим элементом и детектором излучения, изготовлен в виде поглощающей альфа-частицы пластины с отверстиями, причем толщина пластины h и диаметр отверстий d выбраны из соотнощения:

-f+Sx в . Ai

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предохранительная сетка, поддерживающая фильтрующий элемент в газозаборном канале, выполнена в виде нескольких проволок, натянутых параллельно одна другой в направлении перемещения фильтрующего элемента.

вй/(ЛОП

Аэр&з& ь