Способ измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля

(72) Автори изобретения

В.А. Бойко, В.И. Голинько и Ю.А.Днепр

Днепропетровский ордена Трудового Кр горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ДИСПЕРСНОЙ фАЗЦ АЭРОЗОЛЯ

Изобретение относится к спосо- . бам измерения концентрации дисперс" ной фазы аэрозоля и может быть использовано для непрерывного измерения запыленности воздуха в различных

5 . отраслях промышленности.

Известен способ измерения концен" трации дисперсной фазы аэрозоля, . основанный на зарядке аэрозольных частиц в поле переменного низкоча" стотного коронного разряда и индукционного измерения заряда потока (.1).

Недостатком этого способа является большой унос ионов с области коронного разряда при малых значениях напряжения (переход через О и его окрестности), что вызывает большие погрешности при измерении.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения концен- 20 трации дисперсной фазы аэрозоля, ос", нованный на зарядке аэрозольных частиц в поле униполярного импульсного коронного разряда низкой частоты и индукционном измерении заряда потока аэрозоля (2).

Однако используемое в известном способе для зарядки аэрозольных частиц высоковольтное напряжение является,значительным источником высокочастотных и низкочастотных электрических помех, особенно при измерении .концентрации пыли в пределах допустиьмх норм. Это обуславливает применение в устройствах, основанных на этом способе; тщательной экранировки зарядной и измерительной камеры металлическими сетками, на которых осаждается большое количество электрозаряженной пыли. Все это значительно снижает точность измерений известным способом. Кроме того, из-ва интенсивного осаждения пыли на экранирующих сетках время непрерывной работы устройств, основанных на известном способе, весьма ограничено.

3 96058

Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, включающему зарядку аэрозольных частиц .в поле униполярного коронного разряда и индукционное измерение заряда аэрозоля, периодически произВодят 10 всасывание аэрозоля в рабочий тракт, зарядку частиц аэрозоля в поле уни-. полярного коронного разряда и выброс аэрозоля, причем измеряют прямой и обратный импульсы индукционно наве-. 15 денных напряжений, возникающие, соот" ветственно., при всасывании и выбросе аэрозоля, по величине которых определяют концентрацию дисперсной фазы аэрозоля. 20

Применение в предлагаемом способе измерения для зарядки частиц коронного разряда постоянного напряжения позволяет устранить электрические помехи при измерениях. Это позво- ляет в устройствах, реализующих способ, исключить экранировку зарядной и измерительной камеры. Кроме того, применение коронного разряда постоянного напряжения полностью устраняет возможность уноса ионов с„зарядкой в измерительную камеру таких уст- ройств; Все это увеличивает точность измерения концентрации.

При всасывании в рабочий тракт дисперсная фаза приобретает в поле коронного, разряда заряды, которые индукционно измеряются при поступлении аэрозоля в измерительный объем..

Выброс аэрозоля сопровождается уда" лением зарядов из измерительного объ40 ема и Чтеканием индукционно. наведенных зарядов. Величина прямого импульса тока или напряжения на элементах нагрузки измерителей, возникающего при всасывании, зависит от концен43 трации всех частиц дисперсной фазы аэрозоля. Величина обратного импульса при выбросе аэрозоля и равенст-ве скоростей потока при всасывании и выбросе меньше на величину, определяемую зарядом частиц, который за время паузы между всасыванием и выбросом .стекает с измерительного объема. Стекание заряда обуславливается осаждением частиц под воздейст-. вием электростатических и гравитационных сил на стенках индукционных камеф измерителей. Ввиду того, что

7 ф подвижность частиц увеличивается с ростом размеров, то первоначально осаждаются частицы крупных разме" ров ° Изменяя время между всасыванием и выбросом, можно регулировать границу раздела частиц, исследуя этим дисперсный состав аэрозоля.

Измеряя прямой и обратный импульсы индукционно .наведенных напряжений, возникающих соответствен» но при всасывании и выбросе аэрозоля, определяют общую концентрацию и концентрацию респирабельной фракции аэрозоля.

В силу особенностей процессов образования и распространения пыли . на промышленных предприятиях, периодичность измерений без потери информации может быть выбрана от одной до 15 мин, что обусловлено большой инерционностью указанных процессов. В момент паузы между циклами измерений $ устройствах, основанных на предлагаемом способе, аэрозоль не просасывается и не загрязняет зарядную и измерительные камеры устройств. Это выгодно отличает предлагаемый способ от известного, так как измерения при большой периодичности циклов всасывание " выброс и длительности их доли секунд могут осуществляться без технического обслуживания устройств длительный период времени.

На чертеже приведены временные диаграммы скорости потока V, заряда аэрозоля g „, индукционно наведенного заряда g1 и напряжения на активной нагрузке О. .В конкретном случае измерение импульсов напряжения может осуществляться с применением усилителей и интеграторов на операционных усилителях с высоким входным сопротивлением. Зарядка аэрозоля производится в зарядной камере типа "иглацилиндр", а всос и выброс аэрозолясильфаном с электромагнитным приводом.

Производят сравнительные измерения известным способом (прибором

ИКП-1) и предлагаемым способом в пылевой камере. Концентрация угольной пыли поддерживается в пределах 90100 мг/м и контролируется весовым методом, путем отбора проб на фильтры АФА. Показания прибора ИКП- 1 через 20 мин работы уменьшились на

503, а через 1 ч работы прибор пол9605 формула изобретения

5 иост ью потерял, : работоспособност ь.

Измерения предлагаемым способом производятся с периодичностью в 1,мин и к концу испытаний отклонений в показаниях по отношению к первоначальным, не наблюдается., Предлагаемый способ используется при разработке средств операти" вного контроля запыленности атмосферы угольных шахт для систем дис- в танционного контроля эа состоянием атмосферы.. Внедрение его позволит увеличить эффективность. использования средств пылеподавления и защиты от пыли и улучшить санитарно-гигие- 55 нические условия труда рабочих.

26

Способ измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, включающий зарядку частиц аэрозоля в поле униполярного коронного разряда и индук87 6 ционное измерение заряда аэрозоля, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, периодически производят всасы" ванне аэрозоля в рабочий тракт, зарядку частиц аэрозоля в поле унипопярного коронного разряда и выброс аэрозоля, причем измеряют прямой и . обратный импульсы индукционно наведенных напряжений, возникающие соответственно при всасывании и выбросе аэрозоля, по величине которых определяют концентрацию дисперсной фазы аэрозоля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чернова E.È. и др. Электронные приборы для непрерывного контроля пыльности воздуха. В кн.: Автоматизация контроля и управления рудничной атмосферы, вып. 71, 1966, с. 45-57.

2. Авторское свидетельство СССР и 340942, кл. G 01 И 15/Ю, 1970 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7251/48

Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4