SU1513393A1 - Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles - Google Patents
Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles Download PDFInfo
- Publication number
- SU1513393A1 SU1513393A1 SU874288767A SU4288767A SU1513393A1 SU 1513393 A1 SU1513393 A1 SU 1513393A1 SU 874288767 A SU874288767 A SU 874288767A SU 4288767 A SU4288767 A SU 4288767A SU 1513393 A1 SU1513393 A1 SU 1513393A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- particles
- gases
- dust content
- inert
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к анализу дисперсных систем в газах, а именно к способу детектировани малых запыленностей инертных и электроположительных газов, и может быть использовано при решении задач охраны окружающей среды дл контрол технологической гигиены и степени чистоты технологических газов. Цель изобретени - повышение чувствительности детектировани при измерении малых запыленностей путем увеличени скорости унипол рной диффузионной зар дки частиц. Дл достижени указанной цели частицы унипол рно зар жают нетепловыми электронами. Зар дку осуществл ют при посто нном значении параметра зар дки, определ емом как произведение электронной проводимости газа на врем зар дки. По измеренным значени м тока переноса в области насыщени дисперсных частиц электронами и калибровочной зависимости, или по линейной зависимости тока переноса от измерени напр женности электрического пол в интервале значений от 50 до 600 В/см суд т о запыленности инертных и электроположительных газов субмикронными частицами. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.The invention relates to the analysis of dispersed systems in gases, in particular, to a method for detecting low dustiness of inert and electropositive gases, and can be used in solving environmental problems to control process hygiene and the degree of purity of process gases. The purpose of the invention is to increase the detection sensitivity when measuring low dustiness by increasing the speed of unipolar diffusion charging of particles. To achieve this goal, the particles are unipolarly charged by nonthermal electrons. The charge is carried out at a constant value of the charge parameter, defined as the product of the electron conductivity of the gas and the charge time. According to the measured values of the transfer current in the saturation region of dispersed particles with electrons and the calibration dependence, or the linear dependence of the transfer current on the measurement of the electric field intensity in the range from 50 to 600 V / cm, the dust content of inert and electropositive gases by submicron particles is measured. 2 hp ff, 2 ill.
Description
Изобретение относитс к области анализа дисперсных систем в газах, а именно к способу детектировани малых запьшенностей инертных и электроположительных газов, и может быть использовано в области охраны окружающей среды, при испытании фильтров, дл контрол технологической гигиены и степени чистоты технологических газов.The invention relates to the field of analysis of dispersed systems in gases, in particular to a method for detecting small quantities of inert and electropositive gases, and can be used in the field of environmental protection, when testing filters, to control process hygiene and cleanliness of process gases.
Цель изобретени - увеличение чувствительности детектировани при измерении малых запьтенностей путем повышени скорости унипол рной диффузионной зар дки частиц.The purpose of the invention is to increase the detection sensitivity in measuring small quantities by increasing the rate of unipolar diffusion charging of particles.
На фиг. 1 приведена схема устройства дл осуществлени способа; на фиг. 2 - калибровочна зависимость.FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for carrying out the method; in fig. 2 - calibration dependence.
Устройство содержит патрубок 1The device contains a pipe 1
дл ввода анализируемого газа, сетчатый электрод 2 и плоский электрод 3, соединенный с источником 4 напр жени , высоковольтный источник 5 напр жени , подключенный к коронирую- щему проволочному электроду 6 с диаметром 25-50 мкм, расположенному параллельно электродам 2 и 3, и стекло- волокнистый фильтр 7, соединенный с электрометром 8 дл измерени токаfor introducing the analyzed gas, a grid electrode 2 and a flat electrode 3 connected to a voltage source 4, a high-voltage voltage source 5 connected to a corona-forming wire electrode 6 with a diameter of 25-50 microns, parallel to electrodes 2 and 3, and glass a fiber filter 7 connected to an electrometer 8 for measuring current
сдsd
00 со00 with
СА-)SA-)
ереноса зар женных аэрозольных часиц , возникающего при их осаждении на волокна фильтра. Микроамперметр 9 редназначен дл определени элeкfpoн- ой проводимости газа Gg в зоне зар дки по величине плотности электонного тока Gg-Е, где Е - напр женость внешнего электрического пол в зоне 10.JOTransfer of charged aerosol particles that occur when they are deposited on the filter fibers. Microammeter 9 is designed to determine the electrical conductivity of the gas Gg in the charge zone from the density of the electron current Gg-E, where E is the intensity of the external electric field in the zone 10.JO
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
Исследуемый газ поступает через патрубок 1 в зону 10 зар дки, расположенную между заземленным сетчатым 15 электродом 2 и плоским электродом 3, соединенным с источником 4 напр жени . В зоне зар дки частицы зар жают электронами, которь1е образованы в результате подачи высокого отрицатель-20 ного напр жени от высоковольтного источника 5 напр жени на коронирую- щий проволочный электрод 6 с диаметром 25-50 мкм. Электроны выт гивают в зону зар дки через сетчатый элект- 25 род 2 электрическим полем, которое создают в зоне 10 с помогцью источника 4 напр жени . Зар дку частиц осуществл ют в зоне 10 унипол рно нетепловыми -электронами в диффузионном 30 режиме при посто нном значении параметра зар дки, определ емом как произведение электронной проводимости газа на врем зар дки- частиц t. Зар дку частиц осу1 ;ествл к)т при Е 35 50-1300 В/см и.Ср t 10 -10 4oM M) с. Из зоны зар дки частица поступает на стекловолокнистый (типа ФСВ/П) фильтр 7, соединенньй с электрометром 8 дл измерени тока переноса частиц,40 возникакхцего при их осаж;аении на волокна фильтра. Но значени м тока переноса In,измеренным при различных Е при 6 t const по известным теоретическим формулам или по калибровочной 45 кривой суд т о нижнем пределе и флук- туаци х запьи1енности инертных и электроположительных газов субмикронными частицами. Микроамперметр 9 измер ет величину электрончот о тока j Q б Е и соответственно проводимости G g в зоне зар дки.The test gas flows through the nozzle 1 into the charging zone 10 located between the grounded grid 15 electrode 2 and the flat electrode 3 connected to the voltage source 4. In the charging zone, the particles are charged by electrons, which are formed as a result of the supply of a high negative voltage from a high voltage source 5 to the corona wire 6 with a diameter of 25-50 microns. The electrons are pulled into the charging zone through the grid electrode 25 by an electric field, which is created in zone 10 with the help of a voltage source 4. Particles are charged in zone 10 by unipolar non-thermal electrons in the diffusion mode 30 at a constant value of the charge parameter, defined as the product of the electronic conductivity of the gas and the particle-charge time t. Charging of particles of os1; valid k) t at E 35 50–1300 V / cm and. Avg t 10 –10 4oM) M From the charging zone, the particle enters a glass fiber (type FSV / P) filter 7, connected to an electrometer 8 to measure the particle transport current 40 that occurs when they are deposited on the filter fibers. But the values of the In transfer current, measured at various E at 6 t const by known theoretical formulas or by the calibration curve 45, judge the lower limit and fluctuations of the inert and electropositive gases by submicron particles. Microammeter 9 measures the magnitude of the electron current on the current j Q b E and, accordingly, the conductivity G g in the charging zone.
Расчет малой запыпенности производитс следующим образом.The calculation of low dustiness is performed as follows.
В диапазоне К Я: 100-500 /см при In the range of K I: 100-500 / cm at
.е.e
c c:onst HMMt JicHvie Ip - т ii с достаточной дл пр к гики точностью можно аппроксИМИ11 --)ть линейной тависимостьюc c: onst HMMt JicHvie Ip - m ii can be approximated by linear dependence with sufficient accuracy for a straight line
1« k-E + 1в, (1) где k - KOHciaHTa;1 "k-E + 1c, (1) where k is KOHciaHTa;
(, - ток переноса при .(, is the transfer current at.
Величина 1 практически совпадает с величиной тока перенс)са часгтиц I; , зap жeнн Jix унипол рными ионами дл Е - О и 1 CQ t, так как приThe value of 1 almost coincides with the magnitude of the current per- hance of the particles of I; , reserve Jix unipolar ions for E - O and 1 CQ t, since
О температура электронов Т,,About electron temperature T ,,
ТT
и электроны наход тс в равновесии с молекулами газа (Т - температура га- за(1 - ионна проводимость газа). Из (1) можно получить, чтоand electrons are in equilibrium with gas molecules (T is the gas temperature (1 is the ionic conductivity of the gas). From (1) it can be obtained that
i,,j/ -E;--iJ, Ыi ,, j / -E; - iJ, Ы
где 1 и токи переноса, соответствующие напр женнос- т м электрического пол Е и Е.where 1 and the transport currents corresponding to the strengths of the electric field E and E.
Таким образом, измер ток Ig, например , при Е 200 и Е 400 В/см, можно из (2) определить 1о и далее рассчитать зар д частиц известного размера по формуле, полученной дл расчета среднего зар да частиц, зар женных газовыми ионами в диффузионном режиме:Thus, measuring Ig current, for example, at E 200 and E 400 V / cm, it is possible to determine 1 o from (2) and then calculate the charge of particles of a known size by the formula obtained to calculate the average charge of particles charged by gas ions diffusion mode:
. q, t- -||-l8 (1,4-10 J: t),. q, t- - || -l8 (1.4-10 J: t),
(3)(3)
где Tj - зар д частиц в элементарныхwhere Tj is the charge of particles in elementary
единицах;units;
,8 СГСЭ ад. - зар д электрона; ,38 эрг/К - посто нна Больцмана;, 8 cgse hell. - electron charge; , 38 erg / K — constant Boltzmann;
г - радиус частиц, см. Определив , оценивают счетную концентрацию частиц ,7qj & гдеg is the particle radius, see. Having determined, the countable particle concentration, 7qj & Where
лЗ..LZ ..
в расход газа.in the gas flow.
Расчет может Оыть проведен с использованием калибровочных зависимостей . Например измеренные значени в зависимости от Е в гелии и азоте дл частиц дибутилфталата с , 3 мкм при (5 . (0м м) сThe calculation can be carried out using the calibration dependencies. For example, the measured values as a function of E in helium and nitrogen for dibutyl phthalate particles c, 3 µm at (5. (0 m m) c
приведены на фиг.2.shown in figure 2.
Из анализа приведенных данных следует , что отношение слабо зависит от изменени пол с Е 1000 - -1300 В/см, т.е. имеет место насыщение частицы зар дом и соответственно ток переноса стремитс к предельной величине - насьпцению (аналогичные результаты получены дл субмикронных частиц в аргоне). Это позвол ет измер ть малые запыленности путем измеpoBOMHufi кривой оценивать rse.iinqnnyFrom the analysis of these data, it follows that the ratio weakly depends on the change in the field from E 1000 to -1300 V / cm, i.e. particle saturation with charge occurs and, accordingly, the transfer current tends to the limiting value — to the point (similar results were obtained for submicron particles in argon). This makes it possible to measure small dust by measuring the BOMHufi curve to estimate rse. Iinqnny
I.I.
При этом чуЕзствитслытсть детекAt the same time, there is a lot of fun
тировани малых ап1)1леи}и)стей возрас- тает в Ig/Ij раз по сравнению с чувст вительностью их детектирова н путем измерени тока переноса частиц, зар женнь;х унинол рными нонами при одинаковых значени х Е и С .The small values of ap1) llei} and) stati increases by an increase of Ig / Ij times compared to the sensitivity of their detection by measuring the current of the transport of particles, the charge, x unynolon non at the same values of E and C.
П р и м е р. Поток частиц дибутил- (И алата с радиусом г j; U, 3 мкм в гелии пропускают с расходом 1000 см через зону зар дки, в которой поддерживают посто нной величину электронной про- водимости 6 2,510 (Ом-м) . Врем зар дки частиц t 0,1 с. При увеличении напр женности электрического пол в зоне зар дки от 50 до 500 В/см температура электронов измен етс от 1200 до 8800 К, величина зар да частиц qg от 39 до 220 е, а ток переноса линейно возрастает от 2,5-10 до U.. Соответственно, ,2-10 и счетна концентраци частиц Nлr410 частиц/см , Величина тока насыщени I i 2PRI me R. A stream of dibutyl- particles (and alat with a radius gj; U, 3 microns in helium is passed with a flow rate of 1000 cm through the charging zone, in which the constant value of the electronic conductivity is 6 2.510 (Ohm-m). t 0.1 s. With an increase in the voltage of the electric field in the charge zone from 50 to 500 V / cm, the temperature of the electrons varies from 1200 to 8800 K, the charge of particles qg from 39 to 220 e, and the transfer current increases linearly from 2.5-10 to U .. Respectively,, 2-10 and countable concentration of particles Nlr410 particles / cm, Saturation current I i 2
10 ten
А. В случае зар дки частиц положительными ионами при ( -Gg t 2,5.10 (Ом-м) -с величина Ij возрастает только от 1,35л до 1,8-10 А с увеличением Е от 50 до 500 В/см. Таким образом, отношение 7,И при Е 500 В/см, что позвол ет расширить нижний предел регистрации столь мелких частиц почти в 8 раз.A. In the case of the charge of particles with positive ions at (-Gg t 2.5.10 (Ohm-m)), the value of Ij increases only from 1.35 liters to 1.8-10 A with increasing E from 50 to 500 V / cm. Thus, the ratio is 7, I at E 500 V / cm, which makes it possible to extend the lower limit of registration of such small particles by almost 8 times.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874288767A SU1513393A1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874288767A SU1513393A1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1513393A1 true SU1513393A1 (en) | 1989-10-07 |
Family
ID=21321191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874288767A SU1513393A1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1513393A1 (en) |
-
1987
- 1987-07-22 SU SU874288767A patent/SU1513393A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кирш А.А., Загнитько А.В. Зар дка субмикронных частиц унипол рными ионами в электрическом поле. - ЖФХ,. 1982, № 4, т. 56, с. 959. Авторское свидетельство СССР № 879405, кл. G 01 N 15/00, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3763428A (en) | Simultaneous measurement of the size distribution of aerosol particles and the number of particles of each size in a flowing gaseous medium | |
US10502710B2 (en) | Particulate matter measurement apparatus and method | |
US3540851A (en) | Method of determining trace amounts of gases | |
CN1950698A (en) | Ion mobility spectrometer comprising a corona discharge ionization element | |
DE1086460B (en) | Method and device for the quantitative detection of gas traces of a gaseous mixture from ionization current measurements | |
WO1986006836A1 (en) | Detector for gas chromatograph | |
US3713773A (en) | Method of determining trace amounts of gases | |
SU1513393A1 (en) | Method of detecting dust content of inert and electropositive gases by submicron particles | |
Franchin et al. | A new high-transmission inlet for the Caltech nano-RDMA for size distribution measurements of sub-3 nm ions at ambient concentrations | |
JP2006502532A (en) | Method and apparatus for performing ion mobility spectrometry | |
EP0457776B1 (en) | Gas detector | |
US7131343B2 (en) | Method of measuring density properties of a particle distribution | |
US4994748A (en) | Surface ionization detector for analyzing gas mixtures | |
ATE98798T1 (en) | PROCEDURE FOR OPERATING AN IONIZATION SMOKE DETECTOR AND IONIZATION SMOKE DETECTOR. | |
GB2394290A (en) | Method and apparatus for counting ions in a sample | |
Intra et al. | Measurements of ion current from a corona-needle charger using a Faraday cup electrometer | |
SU894480A1 (en) | Method of measuring aerosol particle average dimension | |
Intra et al. | Development of a fast-response, high-resolution electrical mobility spectrometer | |
SU879405A1 (en) | Method and device for measuring aerosol particle average dimensions | |
SU1312449A2 (en) | Device for measuring average dimensions of aerosol particles | |
SU1173292A1 (en) | Method of ionization detection of gas admixtures | |
SU1296906A1 (en) | Device for measuring gas dust burden | |
CN219590237U (en) | Tandem type environment compensation type high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry detection device | |
SU830221A1 (en) | Method of determining impurity concentration in gas mixture | |
SU972395A1 (en) | Method of analyzing impurities in gases |