Устройство для дисперсного анализаАэРОзОлЕй Советский патент 1981 года по МПК G01N15/02 

Изобретение. ОТНОСИТСЯ к измерени размеров частиц и их концентраций и может быть применено в различных отраслях техники, в-частности для контроля чистоты пневмомагистралей малого сечения. Известно устройство для дисперсн го анализа аэрозолей, основанное на электроиндукционном способе измерения, содержащее установленные в воздушном канале последовательно по потоку аэрозоля электроды для создания коронного разряда и индукционный измерительный электрод,, а также усилитель, подключенный к из мерительному индукционному электро ду 111Недостатком этого устройства яв ляется низкая точность измерения при работе в режиме счета .отдельны частиц, обусловленная низкой разре шающей способностью, поскольку при нашичии в объеме измерительного электрода нескольких частиц малого диг1метра сигйал от них воспринимается как от одной крупной частицы эквивалентного диаметра. Известно также устройство, основанное на пьезоэлектрическом способе .измерения размеров частиц. содержащее пьезоэлектрический приемник давления, установленный на выходе ускоряющего канала переменного сечения и подключенный через усилитель и амплитудный анализатор к счетному входу счетчика импульсов. Данное устройство обладает высокой разрешающей способностью при работе в режиме счета отдельных частиц при дисперсном анализе {2.1Недостатком устройства является низкая точность измерения при регистрации частиц диаметром менее 2 мкм, так как в этом диапазоне размеров частиц аэродинамические мумы пьезоэлектрического приемника, обусловленные флуктуацией скорости и давления воздушного потока, становятся соизмеримыми с полезным сигналом. Цель изобретения - повышение точности измерения при дисперсном анализе аэрозолей с частицами малого дис1метра. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее пьезоэлектрический датчик давления,, установленный на выходе ускоряющего канала переменного сечения и подключенный через усилитвль и амплитудный анализатор к счетному входу счетчика импульсов, снабжено электродами для создания коронного.разряда постоянного тока и индукционным измерительным электродом, установленным в ускоряющем канале последовательно rto потоку аэрозоля, и последовательно соединенными вторым усилителем, вторым амплитудным анализатором и формирователем импульсов, причем вход вторго усилителя подключен к выходу индукционного измерительного электрода, а выход формирователя - к управляющему входу счетчика.

На чертеже представлено схематичное изображение устройства.

Устройство содержит ускоряющий канал 1 переменного сечения, в котором установлены последовательно по потоку аэрозоля электроды 2 и 3 для создания коронного разряда, подключенные к источнику 4 постоянного высокого напряжения, и индукционный измерительный электрод 5, подключенный к входу усилителя б, соединенного через с1мплитудный анализатор 7 и формирователь 8 импульсов с управляxraiHM входом счетчика 9. На выходе ускоряющего канала 1 установлен пьезоэлектрический приемник 10 давлени подключенный ко входу усилителя 11, соединенного через амплитудный анал затор 12 со счетным входом счетчика 9.

Устройство работает следующим образом.

Поток аэрозоля пропускается через ускоряющий канал 1, где вследствие увеличения скорости воздушного потока из-за сужения канала аэрозольным частицам сообщается кинетическая энергия, достаточная для взаимодействия с пьезоэлектрическим приемником 10 давления. Проходя через зону коронного разряда между электродами 2 и 3, подключенными к источнику 4 постоянного высокого напряжения, частицы приобретают заряд, пропорциональный их размеру. Попадая в индукционный измерительный электрод 5/ частицы наводят на нем за счет электростатической индукции заряд, который регистрируется усилителем 6, анализируется по. амплитуде, величина которой пропорциональная размеру частиц, анализатором 7. Коли амплитуда регистрируемого заряда превышает установленную для данного размра, частиц величину, то импульс с выхода анализатора поступает на формирователь 8, сигнс1Л с выхода которого устанавливает счетчик 9 в режим счета на время прохождения частицами расстояния .от индукционного измерительного электрода 5 до пьезоэлектрического приемника 10 давления. После прюхождения индукционного измерительного электрода 5 аэрозольные частицы попадают на пьезоэлектрический приемни 10 давления, сигнал с которого поступает на усилитель 11. Если амплитуда сигнгша с выхода усилителя превышает уровень, установленный в амплитудном анализаторе 12, соответствующий заданному диапазону размеров регистрируемых частиц,то на выходе анализатора 12 появляется импульс, поступающий на счетный вход счетчика 9 и.регистрирующийся в нем. Если сигнал, зарегистрированный в индукционном измерительном электроде, обусловлен не одной частицей заданного размера, а несколькими с эквивалентным суммарным диаметром, то счетчик 9 также будет переведен в режим счета, но поскольку в ускоряющем канале происходит перестроение частиц по сечению кангша, то они достигнут поверхности пьезоэлектрического приемника10 давления не одновременно и амплитуда вызванного ими сигнала будет недостаточной для прохождения амплитудного анализатора 12, в результате чего будет исключено ложное срабатывание счетчика 9. По истечении времени, необходимого для прохождения частицей расстояния от измерительного электрода 5 до пьезоэлектрического приемника 1.0 давления, счетчик 9 устанавливается формирователем 8 в режим запрета счета. Если при отсутствии разрешающего снала с формирователя и на выходе пьезоэлектрического приемника 10 давления возникает сигнал, обусловленный флуктуацией скорости или давления воздушного потока, амплитуда которого.превышает уровень, у:тановленный в анализаторе 12, то .срабатывания счетчика 9 не произойдет.

Таким образс л, введение новых элементов и связей между ними в устройство позволяет повысить точность измерения дисперсного состава аэрозолей во столько раз, во сколько раз вероятность одновременного появления группы частиц в индукционном измерительном электроде и флуктуации воздушного потока на пьезоэлектрическом приемнике давления меньше вероятности появления каждого из событий в отдельности.

Формула изобретения

Устройство для дисперсного анализа аэрозолей содержащее пьезоэлектрический датчик давления, установленный на выходе ускоряющего канала переменного сечения и подключенный через усилитель и амплитудный анализатор к счетному входу счетчика импульсов, отличающеесятем, что, с целью повышения точнс т измерения, устройство дополнительна снабжено электродё1ми для создания коронного разряда постоянного тока и индукционным измерительным электродом, установленными в ускорякхоем канале последовательно по потоку аэрозоля, и последовательно соедииншш вторым усилетепем,вторьо1| амплитудным анализатором и формирователей импульсов, причем вход второго усили

теля подключен к выходу индукционного измерителя электрода, а выход формирователя - к управляющексу Ъходу счетчика.

Источники информации, во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 550560, кл. 6 01 N 15/02, 1975.

2.Клименко А. Методы и приборы имерения концентрации пыли. М., Химия, 1978, с. 93-96 (прототип).

ЫтГ