Способ определения масс и зарядовчАСТиц АэРОзОлЕй Советский патент 1981 года по МПК G01N15/02 

3 На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа Об1ЦИЙ.ВИД. v CTpoftcTBo содержит корпус 1 с за ключенной в нем кюветой 2, установленные в ней посредством изоляторо з электроды 4, закрываемые кранами Кбг налы 5 для астгарации исследуемого аэ .розоля, подключенный к электродам 4 точник 6 знакопеременного напряжения оптически соединенные с кюветой 2 ис точник 7 света и фоторегистратор 8. Корпус 1 выполнен в виде тела с возJможностью вращения вокруг оси 00 , проходящей за пределами межэлектродното пространства 9. При этом рабочи рлоСкости электродов сориентированы параллельно плоскости вращения корпу Корпус оснащен приводом 10, обеспечи вающим вращение измерительной кюветы с заданной частотой. Входное отверстие И канала 5 для аспирации исследуемого аэрозоля расположено на оси 00 вращения корпуса . Кювета 2 представляет собой камер размерами 70 х 70 х 70 мм с окнами. Корпус 1 изготовлен в виде двух стянутых болтами одинаковых латунных половинок. Посредством изоляторов 3 в кювете 2 установлены плоскопараплельные электроды 4. Размеры мбочих поверхностей электродов 15 х ZO мм, расстояние между ними 5 мм. Корпус 1 вместе с прикрепленными к нему электродами 4, источником 6 напряжения, источником 7 света и фот регистратором 8 установлены на валу привода 10. Способ осуществляется следующим образом. Исследуемые частицы аэрозоля втяг ваются в кювету 2 через отверстие П канала 5, закрываемого кранами. Фото регистратором 8 служит фотоаппарат с планахроматическим микрообъективом ОМ-2. В качестве источника 7 света используют импульсную лампу ИСШ-100-3 М. Для съемки траекторий чacfиц применяют пленкичувствительностью 1000 ед. ГОСТ сОбработкой в фенидоновом проявителе. Треки частиц получают в виде последовательности темных точек, при этом треки более мелких частиц при невращающейся кюве те искажаются броуновским движением. При вращении корпуса эти искажения заметно уменьшаются. 5 При размерах аэрозольных частиц порядка одного- микрона и ниже скорость падения частиц под действием силы тяжести становится настолько малой, что броуновское движение и испарение начинает мешать измерениям размеров и зарядов частиц. Эффективным способом приближения к частицам с меньшими размерами при измерения : является сообщение ускорения движению частиц действием центробежной силь1, сообщив измерительной кювете вращательное движение. Для регистрации траекторий частиц аэрозоля с целью измерения массы и заряда каждая частица должна пройти некоторое расстояние х, которое не может быть выбрано в очень широком диапазоне, а зафиксировано в некоторых разумных границах. С уменьшением радиуса частицы скорость падения последней (согласно формуле Стокса-Милликена-Каннингэма ) быстро уменьшается р.вбА о.2эоехр.е1Д5 с-) С1) где f - плотность частицы; g - ускорение силы тяжести; L - средняя длина свободного пробега молекул среды; |j- вязкость среды. Следовательно, увеличивается время, требуемое для прохождения упомянутого расстояния X. Это нежелательно ввиду того, что частицы за это время в большей степени испаряются, так как увеличивается действие диффузии, поскольку среднее броуновское смещение частицы увеличивается со временем t . , где D - коэффициент диффузии, который больше у более мелких частиц. Скорость V упорядоченного движения частицы можно увеличить, придав кювете вращательное движение, отчего уменьшается время t и смещение Ах. Расчетные формулы для определения радиуса г и заряда j- частицы, полученные на основе формулы Стокса с поправкой Каннингэма, следующие: -П.й. 2. .1 /а . L + ct aCp-p) J ... - rp Cp-p aiQ G /дл 2- 2)U/d где S- длина отрезкатрека, соответствующего промежуткам между световыми импульсами (расстояние от 1-ой до ( точки);