Электрозарядный пылемер Советский патент 1981 года по МПК G01N15/00 G01N15/02 

Изобретение относится к средствам измерения в механике аэрозолей в част ти определения концентрации и распределения частиц по размерам и может быть применено для дисперсионного анализа при контроле запыленности окружающей среды и технологических процессов . Известен пылемер, содержащий акустический излучатель и фотоаппарат для регистрации амплитуды колебаний частиц в звуковой волне. В этом пылемере по фотографиям треков, полученных на ряде частот звука, рассчитывают размеры частиц и концентрацию колеблющихся фракций l. Однако обработка фотографий достаточно трудоемка. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является электро разрядный пылемер, содержащий зарядную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры, расположенные вдоль тракта аспиратора. Измерительная камера снабжена электродом, охватывающим тракт аспиратора 2. Недостаток указанного шшемера заключается в том, что он позволяет измерить только общую концентрацию пыли без определения размеров частиц и их дисперсного состава. Целью изобретения является реализация возможности дисперсионного анализа. Данная цель достигается тем, что известный электрозарядный пьшемер, содержащий генератор, зарядную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры,, расположенные вдоль тракта аспиратора, дополнительно снабжен фазовращателем и акустическим излучателем, установленным в тракте аспиратора, обращенным в сторону измерительной камары, причем акустический излучатель соединен с генератором и через 1)азовращатель со вторым входом синхронного детектора, а измерительная камера выполнена в виде катушки индуктивности . Сушность изобретения состоит в том, что акустическая волна разделяет аэрозоль на две фракции: грубодисперсную, неподвижную относительно звуковых колебаний газа, и тонкодисперсную, колеблющуюся вместе с газом Колебания заряженных частиц относительно катушки индуктивности наводят в последней переменную ЭДС, цропорциональную фракционной концентрации. Кроме того, излучатель расположен на расстоянии vC от катушки, где V - скорость потока в тракте, f- время коагуляции в акустическом поле, что устраняет погрешность, свя занную с изменением дисперсного состава при коагуляции частиц звуком до момента измерения. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого пылемера. Прибор состоит из зарядной 1 и из мерительной 2 камер, расположенных вдоль тракта 3 аспиратора, в котором установлен акустический излучатель 4, например пьезоэлектрический, соединенный с генератором 5 гармонического напряжения. Излучатель 4 обраще в сторону измерительной камерыо2, вы полненной в виде катушки 6 индуктивности, соединенной с синхронным де1 ектором 7, второй вход которого соединен через фазовращатель 8 с излучателем 4. Расстояние от излучателя 4 до катушки 6 выбрано из условия t УТ,гдеу - скорость потока, V время коагуляции частиц в звуковом поле, и обозначено на чертеже. Исследуемый аэрозоль подается в тракт 3 в направлении, указанном стрелкой. Частицы в зарядной камере 1 приобретают электрический заряд и перемещаясь в потоке к измерительной камере 2 облучаются звуковой волной от излучателя 4 с частотой генератора 5. Колебаемый волной звука газ увлекает тонкую фракцию аэрозоля в колебательное движение, а грубодис- персная фракция в силу инерции не следует колебаниям газа. Поток аэрозоля с колеблющимися заряженными час тицами наводит в катушке 6 переменную ЭДС, величина которой служит мерой фракционной концентрации и регистрируется синхронным детектором 7. фазовращателем 8 обеспечивают синхро дазацию фаз звука с наведенным напря 3.4 жением. Изменяя частоту звука, проводят в колебательное движение следующие фракции и по нескольким измерениям определяют дисперсный состав частиц. В случае, если дисперсный состав части близок к монохроматическому, го используют фазовый метод разделе- }шя на фракции, измеряя переменное напряжение детектором 7 при различной разности фаз, вводимой фазовращателем 8. При определенных концентрациях аэрозоля в звуковом поле возможна коагуляция чаатиц, ..однако время коагуляции составляет десятые доли секунды до единицы, поэтому., устанавливая соответствуюшие скорости потока и расстояние от излучателя 4 до катушки 6, можно избежать погрешности, связанной с указанным эффектом. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет определить дисперсный состав частиц аэрозоля в широком диапазоне размеров и концентраций путем разделения на две фракции звуковым полем и регистрации синхронной компоненты. Акустический сепаратор в известной схеме предназначен для колебания частиц с индивидуальной амплитудой, тогда как в предлагаемом устройстве акустический излучатель использован по новому функциональному назначению, а именно, для разделения всех частиц на две .фракции - колеблющихся и неколеблюш 1хся частиц. В известном устройстве использован индуктивный электрод,.эквивалентный катушке индуктивности, для регистрац и импульсов, созданных импульсной зарядкой группы частиц, тогда Как в предлагаемом пылемере катушка.индуктивности предназначена для регистрации синхронной гармонической компоненты колеблюшлхся частиц, заряженных постоянным током. Формула изобретения 1« Электрозарядный . пылемер, содержаший генератор, зарядную и соединенную с синхронным детектором измерительную камеры, расположенные вдоль тракта аспиратора, отличающийся тем, что, с целью возможности дисперсионного анализа.

дополнительно снабжен фазовращателем и акустическим излучателем, устаиовленнь1м в тракте аспиратора, обращенным в сторону измерительной камеры, причем акустический излучатель соединен с генератором и через фазовращатель со вторым входом синхронного детектора, а измерительная камера выполнена в виде катушки индуктивности.

2. Электрозарядный пылемер, отличающийся тем, что излучатель расположен на расстоянии 1 vf от катушки, где V - скорость потока в тракте, ТГ - время коагуляции частиц в акустическом поле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фукс Н. Л. Механика азрозолей. М., АН СССР, 1955, с. 92.

2.Методы, приборы и систе контроля произв.одствеййой среды. Межвузовский сборник- Л., ЛЭТИ, 1976, с. 5054, 69-73 (прототип).

X