Устройство для непрерывного измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля Советский патент 1976 года по МПК G01N15/00 

УСТРОЙСТВО для НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

(54) КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯ

Изобретение относится к устройствам для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля и может быть использовано в различных отраслях промышленности и медицины.

Известны устройства для непрерывного измерения запыленности газов 1. Однако эти устройства обладают низкой чувствительностью и непригодны при малых концентрациях дисперсной фазы.

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее корпус, зарядную камеру коронного разряда с заземленными игольчатыми электродами, измерительный электрод, электрически соединенный со входом усилителя, экраны, установленные с обеих сторон измерительного электрода вдоль направления движения аэрозоля 2. Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость устройства, а в ряде случаев и недостаточно высокая чувствительность.

Для повышения помехоустойчивости и уменьшения габаритов в предлагаемом устройстве экраны вьшолнены в виде наборов коаксиально расположенных тонкостенных цилиндров, электрически связанных между собой, зарядная камера снабжена решеткой из электропроводного материала, причем заземленные игольчатые электроды расположены

против центров каждой из ячеек упомянутой решетки, а измерительный электрод выполнен в виде набора коаксиально расположенных тонкостенных цилиндров с шагом набора, равным соответствуюшему шагу набора в экранах. Указанные изменения позволяют повысить чувствительность устройства без увеличения габаритов устройства.

На чертеже изображен продольный разрез устройства со следующими элементами: 1 - металлическая труба; 2 -потенциальный электрод зарядной камеры; 3 - цилиндрическое кольцо, с закрепленными в нем заземленными игольчатыми электродами; 4 - первый трубчатый экран; 5 - измерительный электрод камеры; 6 - второй трубчатый экран; 7 - изoляцJиoнныe кольца; 8 -воздуходувка; 9высокозольтныйисточник напряжения; 10 -усилитель; 11- указатель концентрации пыли.

В трубе 1 последовательно по направлению потока воздуха установлены зарядная камера 2 с электропроводящей решеткой, выполненной, например, с сотообразными ячейками, в центре каждой из которых расположены заземленные игольчатые электроды 3, первый трубчатый экран 4, измерительный электрод 5, состоящий из коаксиального набора тонкостенных цилиндров, электрически сое35диненных между собой, второй трубчатый экран 6 и воздуходувка 8. Устройство работает следующим образом. На электроды 2 и 3 зарядной камеры подается высоковольтное (тысячи волы) напряжение. При пропускании исследуемого потока воздуха через измерительнуК) линию частицы пыли, содержащиеся в нем, заряжаются в поле коронного импульсного разряда между электродами 2 и 3 и, попадая внутрь измерительного электрода 5, индуцируют на нем электрический заряд, пропорциональный концентра ции пыли в воздухе. Этот заряд регистрируется при помощи электронной схемы и подается на указатель концентрации пыли в воздухе. Трубчатые экраны 4 и 6 устраняют воздействие помех на измерительный электрод, возникающих при коронном разряде в зарядной камере и при работе воздуходувки. Основным источником помехи, наводимой на измерительные электроды, является мощное электрическое поле, возникающее в разрядном промежутке зарядной камеры при подаче на нее высоковольтных импульсов. Частота следования этих импульсов совпадает с частотой следования пачек заряженных частиц через измерительную камеру, поэтому защита от этой помехи за счет уменьщения полосы пропускания измерительного усилителя невозможна. Качество экранирования измерительного электрода определяется следующими основными конструктивными параметрами экранов: длиной экранов; количеством экранирующих цилиндров; расстоянием измерительной камеры с экранами от источника помехи L; отнощением длины экранов к шагу набора цилиндров. Проведенные экспериментальные исследования показали, что при выполнении экранов согласно формуле изобретения длина экрана и отнощение ее к щагу набора цилиндров должны быть как можно больше, так как при этом улучшаются условия замыкания силовых линий поля помехи на поверхности экранов и уменьшает;я вероятность проникновения помехи в зону измерительного электрода. Увеличение расстояния измерительной камеры от источника помехи (зарядной камеры) также уменьшает величину наводимой помехи. При увеличении числа коаксиальных цилиндров поверхность экрана также з величивается, а,следовательно, увеличивается вероятность замыкания силовых линий на экран, а не на измерительные электроды. При равенстве количества экранов количеству коаксиальных цилиндров в измерительной камере, условия замыкания силовых линий являются оптимальными, и достигается наивысшая помехоустойчивость устройства. Формула изобретения 1. Устройство для непрерывного измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее корпус, зарядную камеру коронного разряда с заземленными игольчатыми электродами, измерительный электрод, электрически соединенный со входом усилителя, экраны, установленные с обеих сторон измерительного электрода вдоль направления движения аэрозоля, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, экраны вьшолнены в виде наборов коаксиально расположенных тонкостенных цилиндров, электрически связанных между собой. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения его габаритов, зарядная камера снабжена решеткой из электропроводного материала, причем заземленные игольчатые электроды расположены против центров каждой из ячеек упомянутой рещетки. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что измерительный электрод выполнен в виде набора коаксиально расположенных тонкостенных цилиндров с шагом набора, равным соответствующему шагу набора в экранах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Измайлов Г. А. Прибор для непрерьшного измерения запыленных газов. Приборостроение, №3,1959. 2.Авторское свидетельство № 113558, МКИ G 01 N,15/02, БИ№6,1958 (прототип).