Способ измерения электропроводности газовой среды с частицами

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСе ВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 646240 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено14.09.77 (21)2524241/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано05. 02. 79.Бюллетень Х 5

Дата опубликования описания 10.02.79

2 (51) М. Кл

g 01 hl 27/02

Государственный нометет

СССР по делам нзабретеннй н открытий (53) УДК 543,257 (088.8) (72) Автор изобретения

H. M. Имянитов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ГАЗОВОЙ

СРЕДЫ С ЧАСТИЦАМИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в метеорологии при атмосферноэлектрических измерениях.

Известные способы измерения электропроводности воздуха и других плохо S проводяших газов сводятся к той или иной модификации способа Гердиена, основанного на том, что ток, воздействуюший на заряженное проводящее тело, помешенное в проводяшую среду, пропорцио- 1о нален электропроводности среды, В случае измерения в газовых средах, содержащих аэрозольные частицы, ток, создаваемый последними при контакте с заряженным проводяшим телом, может намного превышать ток полезного сигнала, что делает измерения электропроводности такой газовой среды не- возможными.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ измерения электропроводности газовой среды по величине напряженности

/ поля, создаваемого источником постоялного напряжения в плоском конденсаторе, разделенном на два объема, в одном иэ которых находится гаэ известной электропроводности, а в другом — исследуемый11 ..

Этим способом нельзя измерять электропроводность газовой среды, содержащей частицы, так как ток помехи, создаваемый электризацией частиц при стол-. кновении их с перегородкой, разделяющей оба объема, а также поле, создаваемое зарядом частиц, может в несколько раз превысить полезный сигнал.

Цель изобретения - исключение влияг ния электризации частиц.

Цель достигается тем, что струя исследуемого газа, содержашего частицы, пропускается внутри чистой струи газа известной электропроводности и изме-. ряется напряженность поля в двух тоЧках, электрические поля которых имеют противоположные направления.

Способ поясняется чертежом.

646240 (10) V dC (4)

ЯД+

Я Q

11лоская струя исследуемого газа, содержащего частицы, проц "скается в чистой струе чистого газа известной электропроводности Ас . Струя чистого газа создается для уменьшения эффектов расширения струи исследуемого газа. Q6e струи помещаются в поле, создаваемое электродамй 1 с одной стороны и электродами 2,3 — с другой, причем к электродам 2,3 приложены по» тенциалы +Ч и -V по отношению к земле. Напряженность поля Е, измеряемая датчиками 4,5 электростатических флюксметров 6,7 у поверхности электрода 1, зависят как от потещзиалов

+ V и . -V и геометрии электродов

1-3 и расстояния между ними, так и от электропроводности струи чистого газа и исследуемого газа, содержащего частицы.

Когда размеры электродов много больше расстояния между ними, для стационарного распределения при работе в омическом режиме можно написать:

Е = Е 1+ Е 1, (1)

roe Š— напряженность ноля, измеряемая у электрода 1, Š— напряженность поля, создаваемая в плоском конденсаторе, образованном электродами 2,1, у электрода 1, Е,ц- напряженность поля, создаваемая объемным зарядом струи исследуемого газа; заряд может присутствовать в газе до захода его в прибор или возникать вследствие электризации при формировании плоской струи.

Из постоянства плотности тока при стационарных условиях следует, что

) = Е .,= EEqqkkg g(2) Е ф, + Ец Д + Есф =,(3) где - плотность тока; Е) - напряженность поля в чистом газе; Š— напряженность поля в струе; Я и Я

C соответственно проводимости чистого газа и струи;с,J<,d > — толщины слоя чистого газа и струи с частицами.

=g ас можно из уравнений (2) и (3) написать:

E1ÕÕ = 2 арф., (55) где Я вЂ” плотность объемного заряда

"труи газа с частицами.

Зля пространства между электродами 3 и 1 можно написать

Еи= Еч + Еа (6)

trace Е - напряженность поля у элек- трода 1, измеряемая электростатическим флюксметром;7 с датчиком 5. По аналогии с выражениями (4) и (5)

-V

30 7 (7) . М+ — .Д

С

Е =29/ 3 . (8)

Поскольку (Е1 )=(Е, ), то после вычитания равенства (6) из равенства (1) можно, исключив действие объемного заряда, написать:

Е1 - ЕЦ(= 2ЕЦ. (e)

Из уравнений (2) и (3) следует, что дс

Я

2 Д

V п

25 или, используя (9) д,,Ас- Аf» Г 1

Таким образом, измерение напряженности поля в указанных точках цозво. яет определить проводимость струи Я,, если известна проводимость чистого воз35 духа Я„. Последняя может быть определена приборами для измерения электропровод@ости.

Для устранения электродного эффекта исследуемый и чистый газы протягивают49 ся с некоторой скоростью, превышающей критическую, определяемой по известной формуле, выведенной для приборов, измеряющих электронроводность воздуха.

При увеличении скорости струи можно с помощью соответствующего увели-. чения потенциала увеличить полезный

50 сигнал и тем самым повысить точность измерения.

Способ позволяет измерить электропроводнасть газовой среды, содержащей частицы, например облаков и туманов, 55 при измерениях в ряде технологических производств где пересылаются в газе порошки, что невозможно нри использовании способов измерения применяемых и настоящее время.

64624 формула изобретения

Способ измерения электропроводности газовой среды с частицами, заключающийся в измерении напряженности поля конденсатора, в объем которого помещают 3 исследуемый и чистый газ с известной проводимостью, о тли ч а ющи и с я тем, что, с целью исключения влияния электризации частиц на результаты из0 мерения, струю исследуемого газа пропускают внутри струи чистого газа, а напряженность поля измеряют в двух точках, в которых электрические поля имеют противоположные направления.

Ксточники информации, принятые во внимание при экспертизе (/

1. „Журнал технической физики, т. 20 № 7, 1957, с. 805.

Составитель М, Кривенко

Редактор Т. Орловская Техред E. Гаджега Корректор, -. Дпчинская

Заказ 103/34 Тираж 1089 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4