АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЗАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ Советский патент 1974 года по МПК G01T7/04 

1

Анализатор электризации аэрозолей относится к аспирационным масс-спектрометрам и счетчикам, применяемым для измерения массовой концентрации аэрозоля по знаку заряда и подвижности частиц.

Известны анализаторы электрических зарядов частиц и заряд-спектрометры, состоящие из заборного устройства, измерительной камеры, которая содержит измерительные и коронирующий электроды, аспирационной воздуходувки и источника электропитания.

Недостаток известных анализаторов заключается в том, что только часть частиц из отбираемой пробы газа осаждается на индикаторных образцах (предметных стеклах), а остальные частицы осаждаются на элементах конструкции и теряются, что приводит к существенным погрешностям измерения.

Поскольку в конце одного опыта получают большое количество индикаторных образцов, требуется много времени для их анализа. Наличие двух самостоятельных источников питания усложняет конструкцию анализатора и его эксплуатацию, делает ее малопригодной для полевых и цеховых условий, что приводит к существенным погрешностям измерения. Кроме того, прямой профиль входного устройства вызывает завихрение струи аэрозоля на входе, что вызывает дополнительные погрешности. Завихрения и нарушение ламинарности

вносятся также конвективными потоками, возникающими из-за естественной разности температур стенок измерительной камеры.

Предложенный анализатор отличается тем,

что коронирующий электрод выполнен в виде рамки с коронирующими проводами и введен между измерительными электродами в хвостовую часть камеры, а измерительные электроды снабжены экстракторами и установлены в вертикальной плоскости в направляющих вырезах подвесных стенок измерительной камеры, проходящих по всей длине камеры. Предложенный анализатор электризации

аэрозолей позволяет повысить точность измерений, обеспечивает минимальные затраты индикаторных образцов и рабочего времени на одно измерение, простоту и удобство в эксплуатации, допуская возможпость измерений

в полевых и цеховых условиях. Предусмотрены стабилизация ламинарного потока в измерительной камере, ее термостатирование и гидроизоляция измерительных электродов. Па фиг. 1 показана схема предложенного

анализатора электризации аэрозолей; на фиг.

2 - то же со стороны входного устройства;

на фиг. 3 - транзисторный преобразователь

напряжения.

Анализатор электризации аэрозолей состоит (фиг. 1) из входного устройства 1, измерительной камеры 2, аспирационной воздуходувки 3, источника электропитания 4 измерителя зарядов 5, флюгера 6 (фиг. 2). Входное устройство 1 выполнено в виде откидной дверцы с герметизирующей прокладкой 7 и коллектором 8, которому придан криволинейный профиль линий тока воздуха. Дверца закреплена на петлях 9 и притянута барашком 10. Это обеспечивает более плавный и ламинарный вход аэрозоля, транспортируемого ветровой или пневматической струей. Измерительная камера содержит два съемных электрода 11 (фиг. 2), представляющих собой плоские металлические пластины, снабженные экстракторами 12. Электроды установлены в вертикальной плоскости в направляющих вырезах 13, выполненных в подвесных стенках 14 измерительной камеры 2. Измерительные электроды одновременно служат для крепления индикаторных образцов, в связи с чем эти электроды по всей длине покрыты индикаторной пленкой 15, выполненной из токопроводящего материала с липким подслоем 16, предназначенным для фиксации пленки на электродах и частиц на пленке. Такое выполнение снижает число индикаторных образцов до двух на один опыт, что упрощает эксплуатацию и снижает затраты рабочего времени на опыт, повышает точность измерения, так как все частицы из отбираемой пробы воздуха полностью осаждаются на индикаторных образцах. Термостатирующая полость 17 (фиг. 2) образована наружным кожухом 18 и подвесными стенками 14, которые выполнены из электроизоляционного материала и подвешены на изоляторах 19. Полость 17 защищает изоляторы 19 от влаги. Термостатирующая полость стабилизирует ламинарность потока. В хвостовой части на изоляторе 19 установлен коронирующий электрод 20, представляющий собой рамку с коронирующими проводами 21. К измерительной камере 2 (фиг. 1) прикреплен источник электропитания 4, который электрически соединен со встроенной аккумуляторной батареей 21 и заключен в наружний кожух 18. Измеритель заряда 5 представляет собой отдельный блок, присоединенный к анализатору посредством кабеля 22. Транзисторный преобразователь напряжения (фиг. 3) состоит из насыщающегося трансформатора Tpi с двумя триодами TI и TZ и выходного высоковольтного трансформатора Тр2. Измерительные электроды 11 подключены к трансформатору Грь а коронирующий электрод 20 - к выходному трансформатору Тр2. Подсоединение электродов к трансформаторам выполнено по схеме удвоения напряжения. Для регулирования напряжения коронирующего электрода 20 предусмотрен переключатель П. Для привода вентилятора аспирационной воздуходувки 3 применен электродвигатель со стабилизатором числа оборотов. Анализатор установлен на поворотной платформе 23 на щтативе 24 и снабжен флюгером 6, обеспечивающим ориентацию прибора относительно ветра. Анализатор электризации аэрозолей работает следующим образом. Исследуемый аэрозоль отбирается аспирационной воздуходувкой 3 через входное устройство 1 и поступает в виде ламинарного потока в измерительную камеру 2. Заряженные частицы, двигаясь с потоком воздуха вдоль измерительной камеры 2, приводятся в движение в горизонтальной плоскости по расчетным траекториям под действием электрического поля между измерительными электродами И. В результате отрицательные частицы осаждаются на положительном электроде, а положительные частицы - на отрицательном. Нейтральные частицы заряжаются коронирующим электродом 20 и осаждаются на положительный и отрицательный измерительные электроды в хвостовой части камеры 2. На время замера заряда положительных или отрицательных частиц коропирующий электрод отключается переключателем HI и оказывается заземленным. После проведения опыта электроды 11 извлекают из анализатора и снимают с них индикаторные пленки 15 для последующего физико-химического анализа полученных отложений частиц. Описанный прибор позволяет разделить все частицы отбираемой пробы на три условные фракции - положительную, отрицательную и нейтральную - с целью последующего физико-химического анализа полученных отложений и, кроме того, позволяет измерить заряд заряженных фракций аэрозоля непосредственно в опыте. гт Предмет изобретения Анализатор электризации аэрозолей, состоящий из заборного устройства, измерительной камеры, которая содержит измерительные и коронирующий электроды, аспирационной воздуходувки и источника электропитания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, коронирующий электрод выполнен, например, в виде рамки с коронирующими проводами и введен между измерительными электродами в хвостовую часть камеры, а измерительные электроды снабжены экстракторами и установлены в вертикальной плоскости в направляющих вырезах подвесных стенок измерительной камеры, выполненных по всей длине камеры. I