Способ измерения объемного заряда газа Советский патент 1982 года по МПК G01N27/60 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА ГАЗА

I

Изобретение относится к технике измерения электримеских характеристик газов и может быть использовано при контроле электрического состояния атмосферного воздуха или другого газа для нужд метеорологии, охраны окружающей среды и медицины.

Известен способ измерения плотности объемного заряда атмосферного воздуха путем измерения зарядосодержания направленного потока воздуха с помощью клетки Кельвина |,1 J.

Недостатком этого способа является трудность учета контактных разностей потенциалов, что ограничивает точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения объемного заряда газа путем заполнения исследуемым газом, заземленной камеры и измерения наведенного на ней потенциала 2.

Однако этот способ также обладает невысокой точностью.

Цель изобретение - повышение точности измерения за счет уменьшения потерь заряда с уходящим из камеры в процессе заполнения газом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения объемного заряда газа путем заполнения исследуемым газом заэкранированной камеры и измерения наведенного на ней потенциала, перед заполнением камеры исследуемым газом ее откачивают.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Оно состоит из экрана 1 с заземленным корпусом и размещенной внутри корпуса камеры 2 с металлическими стенками с патрубком 3 для откачки и напуска газа. Схема измерений поз20воляет измерять потенциал стенок камеры относительно корпуса.

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом измерений насосом откачивают воздух из камеры 2, изме ряют потенциал стенок камеры U отно сительно экрана, потенциал которого и принимается за нулевой. Используя разность давлений вне и внутри камеры, направляют поток исследуемого воздуха в камеру через патрубок 3 с объемной скоростью -тг, где V - объем,t - время от начала напус ка. Через время t вновь измеряют потенциал камеры U(t). Плотность объемного заряда вычисляют по одному из 2-х соотношени Я - U(t)-Uo)/Rg при ) q -C(U(t)-Uo)/V при t«RC, (2) где R, С - сопротивление и электрическая емкость экрана камеры относительно земли. . Измерение потенциала при натекании воздуха относительно нулевого Hj обеспечивает независимость результата от контактных разностей потенциалов. После выравнивания давлений вне и внутри камеры производят откачивание камеры. Пример. Напуск исследуемого воздуха производится со скоростью 20 л/мин в емкость 30 л. Потенциал измерялся с точностью 10 электрическим вольтметром, работавшим в режиме параллельной обратной связи с R 1 Ом. Эффективное значение RC камеры составляло около 1 с. Время, достаточное для единичного замера объемного заряда, 10 с. Достигавшаяся при измерении точность ilO эл.ст.ед./м. Число единичных замеров между двумя циклами откачки камеры - . При скорости напуска 2 л/мин спо соб позволял той же аппаратуре прои ВОДИТЬ измерение плотности объемного заряда в течение 12 мин с точностью tlO- эл.ст.ед./м. Повторная откачка камеры производилась вакуумным насосом производительностью 50 л/мин в течение 3 мин. Отсутствие выходящего из прибора потока воздуха и, вследствие этого, потерь объемного заряда, независимость результата измерений от контактной разности потенциалов, быстрота выполнения измерений, простота вычисления значения плотности объем,ного заряда, позволяет использовать способ для выполнения экспресс-анализа воздуха в различных условиях: в жилых и производственных помещениях (в медицинских целях), резервуарах (в технических целях) и в открытой атмосфере (для целей медицины и метеорологии). Формула изобретения Способ измерения объемного заряда газа путем заполнения исследуемым газом заэкранированной камеры и измерения наведенного на ней потенциала, отличающийся тем, |Что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения потерь заряда с уходящим из камеры в процессе заполнения газом, перед заполнением камеры исследуемым газом ее откачивают. Источники 11нформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Чалмерс Д.А. Атмосферное электричество. Л., Гидрометеоиздат, 197, с. 1 9-153. 2.Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М., 1957, с. 335-3«5 (протогип).