Устройство для измерения плотности объемных электрических частиц в газе Советский патент 1978 года по МПК G01N15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ ЧАСТИЦ В ГАЗЕ .регистрации амплитуды и фазы переменной -электродБижзтаей силы, наводимой на изме{рительном электроде частицами, проходящими через пространство между электродами йля создания поперечного электрического поля, в течение времени, когда напряженность это ге, поля -равна нулю. Величина К вйсит от соотношения между длиной электродов для создания поперечногад электрического поля, напряженностью поля, расстоянием между электродами, их кривизной и скорой стью газового потока и влияет на точность измерения плотности объемного электрического заряда. Для повышения тодаости иаме рения необходимо, чтобы велйЧШМ стремилась к нулю, а эффективность осаждей ния части с равной подвижностью, но с зарядами разных знаков была одннаковой для обоих электродов. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная низкой эффективностью осаждения малоподвижных час-Гйц на электродах для соаДания поперечного электрического поля вслеД ствие того, что напряженность вышеупомянутого поля не может быть увеличена до необходимого значения из-за возникновения короН нопо разряда.с центрального электрода, что нарушает работоспособность устройства, а уменьшение расстояния между электродами приводит к уменьшению пороговой чувствительности устройства из-за снижения анализируемого объема газа. Кроме того, существенное неравенство радиусов электродов рбусиорливает. разную эффективность осаждения частиц одной подвижности, но несуших заряды ралных знаков. Целью изобретения является повышение точности измерения плотности объемного элёктрического заряда частиц в газе за счет увеличения эффективности осаждения малоподвижных частиц и выравнивания эффективностей осаждения частиц, несущих заряды разных знаков, но одной подвижности, Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве между электродами создания поперечного электрического поля установлены с неравномерно увепичивщошимися к оси потока зазорами коаксиальные цилиндры оса. звдения малоподвижных частиц, из которых нечётные от оси п этока подключены к на-ружному, а четйые к внутреднему электроду На чертеже показанЬ схемат ячноё ражение предлагаемого устройства. Устройство содержит наружный электрод 1 и внутренний электрод 2 для создания поперечного газовому потоку электрического поля., между которыми установлены цилинд ры 3 осаждения малоподвижных частиц, причем нечетные от оси потока соединены с электродом 1, а четные - с электродом 2. К электродам 1 и 2 и связанным с ними цилиндрам 3 подключен источник 4 импульсного напряжения для создания поперечного электрического поля. За электродами 1 и 2 последовательно по потоку ионизированного геиза в корпусе 5 установлен измерительный электрод 6, представляющий собой индукционное кольцо, к которому подключена измерительная схема 7, регистрирующая амплитуду и фаяу наводимой электродвижущей силы. Процесс измерения производится следующим образом. Поток исследуемого газа пропускается внутри корпуса 5. На электроды 1 и 2 Н подключенные ним цилиндры 3 осаждения малоподвижных частии от источника 4 подается униполярное импульсное напряжение. В,течение времени, когда это напряжение отлично от нуля, заряженные частицы под действием сил электрического доля движутся к электродам 1 и 2 и подключенным к ним цилиндрам 3 осаждения малоподвижных частин. При этом происходит осаждение частиц с подвижностью, большей некоторого значения k МИН -Во время паузы между пульсами объемный электрический 1заряд газа сохраняет свое исхойное значение. Далее rai поступает в измерителы}ый электрод 6 и наводит на нем электродвижущую силу, амплитуда переменной составляющей которой пропорциональна величине электрнческог б объемного заряда части 4 из диапазона под- вижностей - К-i со. Знак заряда частиц преобладающей концентрации определяет- ся по разности фаз между наведенной электродвижущей силой и импульсным напряжением. Величина амплитуды наведенной электродвижущей силы и разности фаз измераеттся схемой 7. . Так как после установки между электродами цилиндров осаждения малоподвижных частиц расстояние между смежными элементами устройства, на которые подается импульсное напряжение, меньше исходного расстояния между электродами, то значение мин оказывается существенно меньшим ведачины f(Ц при неизменной амплитуде импульсного напряжения. .Равенство И..ДДЦУ для любой пары смежных элементов устройства при одинаковой веро-. ятности осаждения частиц достигается.увеличением к оси газового потока зазоров между цилиндрами. Кроме того, величина радиусов. смежных элементов в эуом случае отличается несущественно, что обусловливает одинаковую эффективность осаждения частиц Одной подвижности, но несущих заряды разных знаков, а следовательно, и высокую точность намерения. Потеря чувствительности устройстса из-эа уменьшения анализируемого объема газа, вызванного установкой ци линдров осаждения малоподвижных частиц, не превышает 1-2%, а точность измерения повышается в 2О-1ОО раз в зависимости от содержания в воздухе малоподвижных час тиц. Формула изо р е т е и и я Устройство для измерения объемной плот ности электрических зарядов частиц в газе, содержащее корпус, в котором установлены по ос потока газа наружный и внутренний цилиндрические электроды создания поперечного электрического поля, подключеиные к источнику импульсного напряжения и индукционный измерительный электрод, подключенный к измерительной схеме, отличаюшееся тем, что, с целью no вышения точностм измерения, между электродами создания поперечного электрического поля установлены с неравномерно увеличивающимися к оси потока зазорами коаксиальные цилиндры осаждения малоподвижных частиц, из которых нечетные от оси потока подключены к наружному, а четные к внутреннему электроду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Таммет X. Ф. Аспирационный метод измерения спектра аэроионов, ГТУ, вып. 195, Тарту, 1967, с. 45, 46. i.,0uttoc A.,SarrdefR.,Thoiue&t(,EwKeg4&ieKmeni ГкееЫи spectje dea peSila tons attttoupherr eteezeii&ohfift an6et wdttie Mqlhettiatik artd РНуь«к 13(1ГаЭ), Л 272-278,1962. 3. Заявка № 1942974,кл. q OIN 15/О, 1973, по которой принято положительное решение о вьщаче авторского свидетельства.

/ / / /