Устройство для измерения микроконцентраций пыли в воздухе Советский патент 1979 года по МПК G01N15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОКОНЦЕНТРАЦИЙ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ

соковольтного модулятора и реверсивного интегратора.

На Чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

В воздуховоде 1 последовательно по .направлению движения потока воздуха g

установлены наружный 2 и внутренний игольчатый 3 электроды зарядной камеры, камера генерации помехи 4, измерительная камера 5 и воздуходувка 6. Наружный электрод 2 зарядной ка- Q Меры и камера генерации помехи 4, имеющие форму тонкостенного цилиндра, подклЮчеНы к йыходам высоковольтного модулятора 7. Внутренний электрод 3 зарядной камеры установлен на оси камеры генерации помехи 4 и закаНчива,ется острием в центре наружного электрода 2 -зарядной камеры, измерительная камера 5 соединена со входом, усилителя 8, выход которого через детектор 9 .. подключен к сигнальному входу реверсивного интегратора 10, выхбд которого подсоединен .к индикатору 11. Синхронизатор 12 подйлючен R управляющим входам высоковольтного модулятора 7 и реверсивного интегратора 10. высоко- 25 вольтньой модулятор 7, управляемый синхронизатором 12, осуществляет Последовательное во времени подключение импульсного высокого напряжения к наружному электроду 2 зарядной ка- 30 Меры и к камере генерации помехи 4.

Устройство работает следующим образом.

Процесс измерения состоит из двух ра1вных по длительности тактов. Дли- 35 тёльность каждого такта задаётся синхронизатором 12. Во время первого такта высокое Напряжение с модулятора- 7 подается на наружный электрод 2 заряднойкамеры. Реверсивный интегратор Q 10 при этом работает в режиме накопления выходного сигнала детектора 9. Частицы пыли, увлекаемые потоком воз духа, попадают в зарядную камеру и приобретают электрические заряды в поле униполярного импульсного корон- ного разряда, возникающего под.действием высокой разности потенциалов между цилиндрическим электродом 2 и острием электрода 3. Попадая во внутрь из.мерительной камеры 5 заряженные частицы индуцируют на ней переменный заряд, пропорциональный их концентрации. Во входной цепи усилителя 8 индуцированный заряд преобразуется в напряжение, которое усиливается усили- 55 телам, вьшрямляется детектором 9 и затем поступает на сигнальный вход реверсивного интегратора 10. На выходе детектора,кроме полезного сиг- нала, пропорциональнбго концентрации о частиц, присутстйует также сигнал ,который в общем случаеопрёд;еляётеЯ шумами усилителя и напряжением, наводимым на входной цепи усилителя и напряжением,наводимьам на входной 5

цепи усилителя 8 электрическим полем коронного разряда. Таким образом, интегральное значение сигнала, накопленного за время первого такта реверсивным интегратором 10, оказывается -равным сумме интегральных значений полезного сигнала, пропорционального концентрации пьши, и сигнала помехи. Во время второго, такта измерения высокое напряжение с модулятора 7 подается на камеру генерации помехи 4 и реверсивный интегратор 10 работает в режиме считывания интегрального значения сигнала, накопленного за предыдущий такт. В пространстве между камерой 4 и цилиндрической частью электрода 3 возникает импульсное электрическое поле, индуцирующее на входной цепи усилителя 8 напряжение помехи, величина которого равна величине напряжения помехи, наводимого полем коронного разряда во время первого такта измерения. Так как во время второго такта зарядка частиц пыли не производится, то входной сигнсш усилителя равен сумме сигнала помехи и собственного шумового сигнала. Этот CHI- нал усиливается, детектируется и так же, как во время первого такта, подается на сигнальный вход реверсивного интегратора 10. Так как реверсивный интегратор в течение второго такта измерения работает в режиме считывания сигнала. Накопленного за предьщущий такт, то интегральное значение сигнала, подаваемого по окончании второго такта на индикатор 11, равно интегральному значению полезного сигнала, а следовательно, пропорционально концентрации пыли в воздухе.

Введение новых элементов - камеры генерации помехи, реверсивного интегратора и синхронизатора - позволяет устранить влияние на точность измерения нестабильности скорости воздушного потока и помехи, синхронной с полезным сигналом. Погрешность измерения концентрации пыли в диапазоне от 0,0005 до 0,005 мг/м снижается с 20-40 до 4%.

Формула изобретения

Устройство для измерения микрокЬнцентраций пьши в воздухе, содержащее зарядную камеру, измерительную камеру и воздуходувку, установленные последовательно в воздуховоде, высоковольтный модулятор, подключенный выходом к зарядной камере, детектор, подключенный через усилитель к измеритель: :ной камере, и индикатор, о т л и чаюЩеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство содержит камеру генерации помехи, установленную в воздуховоде между зарядной и измерительной камерами и подключенную ко второму выходу высоковольтного модулятора, реверсивный интегратор, сигнальный вход которого подключен к детектору, а выход к индикатору, и синхронизатор, подключенный выходом к управляющим входам высоковольтного модулятора и реверсивного интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

340942, кл. G 01 N 15/00, 30.10.70,

2.Авторское свидетельство СССР

№ 479994, кл. G 01 N 15/00, 23.07.73 (прототип).

25