SU1642328A1 - Dust and soot determinator - Google Patents

Dust and soot determinator Download PDF

Info

Publication number
SU1642328A1
SU1642328A1 SU894702540A SU4702540A SU1642328A1 SU 1642328 A1 SU1642328 A1 SU 1642328A1 SU 894702540 A SU894702540 A SU 894702540A SU 4702540 A SU4702540 A SU 4702540A SU 1642328 A1 SU1642328 A1 SU 1642328A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
measuring electrode
length
input
measuring
dust
Prior art date
Application number
SU894702540A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Петрович Терещенков
Владимир Тимофеевич Кондратьев
Ольга Ивановна Блохина
Виктор Жигжитович Батуев
Original Assignee
Владимирский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимирский политехнический институт filed Critical Владимирский политехнический институт
Priority to SU894702540A priority Critical patent/SU1642328A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1642328A1 publication Critical patent/SU1642328A1/en

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано дл  измерени  электрических характеристик аэрозол  в атмосфере, в автоматических и оперативных системах контрол  выброса пыли, сажи и аэрозол  в атмосферу. Цель изобретени  - увеличение точности измерени , уменьшение энергоемкости и повышение безопасности. Датчик пыли и сажи, содержащий измерительный цилиндрическии электрод, коаксиально расположенный с ним экран, дополнительно содержит два кольцевых вспомогательных электрода, разнесенных-на фиксированное рассто ние по потоку, причем со стороны потока измерительный и вспомогательный электроды имеют -кольцо из диэлектрика. Отношение длины измерительного электрода к его диаметру не менее четырех, при этом длина цилиндра измерительного электрода меньше длины экрана на два диаметра измерительного электрода. Кроме того, измерительный электрод подключен к входу последовательно соединенных усилител , интегратора, функционального блока возведени  в куб, масштабного усилител , умножител  и индикатора, причем к второму входу умножител  подключен один из выходов измерител  скорости , к входу которого подключены два кольцевых вспомогательных элект- . рода, а второй выход измерител  скорости подключен к индикатору, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ЦнЫи . 4-. ГО w to 00The invention relates to a measurement technique, can be used to measure the electrical characteristics of an aerosol in the atmosphere, in automatic and operational systems for controlling the emission of dust, soot and aerosol into the atmosphere. The purpose of the invention is to increase measurement accuracy, reduce energy intensity and increase safety. A dust and soot sensor containing a cylindrical measuring electrode, a screen coaxial with it, additionally contains two annular auxiliary electrodes, spaced by a fixed distance along the flow, with the measuring and auxiliary electrodes having a dielectric ring on the flow side. The ratio of the length of the measuring electrode to its diameter is not less than four, while the length of the cylinder of the measuring electrode is less than the length of the screen by two diameters of the measuring electrode. In addition, the measuring electrode is connected to the input of a series-connected amplifier, integrator, cube-building function block, scale-up amplifier, multiplier and indicator, and one of the outputs of the velocity meter is connected to the second input of the multiplier, to the input of which two annular auxiliary elec- trons are connected. sort, and the second output of the speed meter connected to the indicator, 1Cp. f-ly, 1 ill. TSNYi. four-. GO w to 00

Description

Изобретение относитс  У измерению концентрации частиц пыли, сажи и других аэрозолей и может быть использовано в различных отрасл х науки и техники , например дл  измерени  электрических характеристик аэрозол  в атмосфере в автоматических и оперативных системах контрол  выброса пыли, сажи и аэрозол  в атмосферу.The invention relates to measuring the concentration of particles of dust, soot and other aerosols, and can be used in various fields of science and technology, for example, to measure the electrical characteristics of aerosol in the atmosphere in automatic and operational systems for controlling the emission of dust, soot and aerosol into the atmosphere.

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени , уменьшение энергоемкости и повышение безопасности датчика.The aim of the invention is to increase the measurement accuracy, reduce the energy intensity and increase the safety of the sensor.

На чертеже схематически изображен датчик пыли и сажи.The drawing schematically shows a dust and soot sensor.

Датчик содержит измерительный цилиндрический электрод 1, два кольцевых вспомогательных электрода 2, экран 3, расположенный коаксиально по отношению к измерительному электроду кольца 4 из диэлектрика, усилитель 5 электрического сигнала, интегратор 6, функциональный блок 7 возведени  в куб, масштабный усилитель 8, умножитель 9, индикатор 10,измеритель 11The sensor contains a measuring cylindrical electrode 1, two annular auxiliary electrodes 2, a screen 3 located coaxially with respect to the measuring electrode of a dielectric ring 4, an electrical signal amplifier 5, an integrator 6, a cube functional unit 7, a scale amplifier 8, a multiplier 9, indicator 10 meter 11

скорости.speed.

..«-.. “-

Поток газа со скоростью v после- Gas flow at a rate v after-

довательно проходит через входной металлический патрубок, первый кольцевой вспомогательный электрод 2, от Непосредственного осаждени  частиц газа кольцом 4 из диэлектрика, небольшую металлическую кольцевую проставку, измерительный цилиндрический электрод 1, также защищенный от потока кольца 4, далее через проставку, вспомогательный электрод 2 и выходной метал- .лический патрубок. Корпус чувствитель- |ных элементов защищен коаксиально рас- положенным экраном 3.passes through the inlet metal nozzle, the first annular auxiliary electrode 2, from the direct deposition of gas particles by a dielectric ring 4, a small metallic annular spacer, the measuring cylindrical electrode 1 also protected from the flow of the ring 4, then through the spacer, the auxiliary electrode 2 and the output metal -. Lylic pipe. The case of sensitive elements is protected by a coaxially arranged screen 3.

Датчик работает следующим образом. Сигнал с измерительного электрода 1 поступает на вход усилител  5 сигналов . Усиленный сигнал интегрируетс  интегратором 6. Врем  интегрировани  может быть установлено посто нным дл  данной измерительной системы. ПОС ле интегрировани  сигнал поступает в функциональный блок 7 возведени  в куб. В масштабном усилителе 8 реализуетс  операци  изменени  сигнала на посто нные величины. Далее сигнал по- ступает на вход умножител  9, в котором сигнал приводитс  в соответствие со скоростью потока (так, чтобы сигнал не зависел от скорости. Дл  проведени этой операции в датчике установлен измеритель 11 скорости, в котором вырабатываетс  сигнал, пропорциональный скорости потока, по импульсам электрического пол  на кольцевых вспомогательных электродах 2, сигнал с кото- рых поступает на вход измерител  скорости . Сигнал с выхода умножител  9, пропорциональный концентрации, поступает на один из входов индикатора, на второй вход которого поступает сиг нал с выхода измерител  11 скорости.The sensor works as follows. The signal from the measuring electrode 1 is fed to the input of the amplifier 5 signals. The amplified signal is integrated by integrator 6. The integration time can be set constant for a given measurement system. POS le integration signal enters the functional block 7 erection in the cube. In the scale amplifier 8, the operation of changing the signal to a constant value is implemented. The signal then goes to the input of the multiplier 9, in which the signal is adjusted to the flow rate (so that the signal does not depend on speed. To do this, a speed meter 11 is installed in the sensor, in which a signal proportional to the flow rate is generated impulses of the electric field on the ring auxiliary electrodes 2, the signal from which is fed to the input of the velocity meter.The signal from the output of the multiplier 9, proportional to the concentration, is fed to one of the indicator inputs, to the second input to torogo enters sig nal output from the speed meter 11.

Предложенный датчик пыли и сажи может быть выполнен как в переносном, так и в стационарном варианте (в последнем случае  вл етс  частью какой- либо вентсистемы).The proposed dust and soot sensor can be implemented both in a portable and in a stationary version (in the latter case it is a part of any ventilation system).

Зар женные частицы, перемеща сь с потоком, последовательно навод т эле- ктрический зар д на первом кольцевомThe charged particles, moving with the flow, sequentially induce an electric charge on the first annular

вспомогательном электроде 2, измерительном цилиндрическом электроде 1 и втором кольцевом вспомогательном электроде 2. Практически все потоки в вентсистемах и выбросах  вл ютс  турбулентными , поэтому сигнал, поступающий на вход усилител  5, представл ет собой импульсную кривую со случайными амплитудами импульсов. Каждый импульс характеризует турбулентность, размеры которой определ ютс  входными размерами вентсистемы и скоростью потока. В некоторых случа х размер турбулентности св зан с диаметром выброса и периодичностью технологического процесса.auxiliary electrode 2, a measuring cylindrical electrode 1 and a second ring auxiliary electrode 2. Virtually all flows in ventilation systems and emissions are turbulent, so the signal at the input of amplifier 5 is a pulse curve with random pulse amplitudes. Each pulse characterizes turbulence, the dimensions of which are determined by the input dimensions of the ventilation system and the flow velocity. In some cases, the size of the turbulence is related to the ejection diameter and the frequency of the process.

По предварительно проведенным опытам установлена зависимость видаAccording to preliminary experiments established the dependence of the form

С AL3+ В,With AL3 + B,

где С - концентраци  технологическойwhere C is the technological concentration

пыли, мг/м ;dust mg / m;

L - величина, пропорциональна  площади огибающей (размерность произвольна ); А и В - посто нные, завис щие отL is a quantity proportional to the area of the envelope (the dimension is arbitrary); A and B are constant depending on

свойств измерительной системы В соответствии с приведенной выше формулой сигнал с выхода усилител  5 интегрируетс  интегратором 6, при это наход т число, пропорциональное площади , охватываемой огибающей процесса за определенное врем .properties of the measuring system In accordance with the above formula, the signal from the output of amplifier 5 is integrated by integrator 6, with this finding a number proportional to the area covered by the process envelope over a certain time.

В функциональном блоке 7 число s пропорциональное площади, возводитс  в куб, а в масштабном усилителе 8 ввод тс  посто нные множители А и В. В некоторых системах скорость газового потока не  вл етс  стационарной величиной, тогда необходимо вводить поправку на величину изменени  скорости. В датчике така  поправка вводитс  стандартным измерителем 11 скорости, на вход которого поступает сигнал с двух кольцевых вспомогательных электродов.In function block 7, the number s proportional to the area is cubed, and in the scale amplifier 8 constant coefficients A and B are entered. In some systems, the gas flow rate is not a stationary value, then it is necessary to introduce a correction for the rate of change. In the sensor, such a correction is introduced by a standard velocity gauge 11, the input of which receives a signal from two annular auxiliary electrodes.

Измеритель скорости работает по принципу совпадени  импульсов, св занных с прохождением турбулентности сквозь первое и второе вспомогательные кольца. При известном и фиксированном рассто нии между кольцами скорость определ етс  по времени совпадени  одинаковых импульсов. В умножителе 9 сигнал нормируетс  на величину скорости так, чтобы он не зависел от скорости. В индикаторе 10 фиксируютс  две величины - концентраци  частиц и скорость потока.The velocity meter operates according to the principle of coincidence of pulses associated with the passage of turbulence through the first and second auxiliary rings. With a known and fixed distance between the rings, the speed is determined by the coincidence time of the same pulses. In multiplier 9, the signal is normalized by the magnitude of the speed so that it is independent of speed. Indicator 10 records two values — particle concentration and flow rate.

По сравнению с известными устройствами датчик не вли ет на параметры, не искажает распределение скорости потока. В нем отсутствуют элементы, установленные на пути потока, в то рем  как у существующих устройств имеютс  элементы (иглы, кольца) зар жени  струи, искажающие поток, При зар жении нарушаетс  равновесное сое- то ние между частицами, увеличиваетс  процесс рекомбинации, возрастает ток на корпус устройства и возникает эффект прилипани  частиц к корпусу чувствительных элементов, что в конечном счете снижает эффективность работы устройств, уменьшает точность их работы . Предложенный датчик свободен от этих недостатков, так как устройство зар жени  у него отсутствует.Compared to known devices, the sensor does not affect the parameters, does not distort the distribution of the flow velocity. There are no elements installed in the flow path, while, like existing devices, there are elements (needles, rings) of jet charging that distort the flow. When charging, the equilibrium state between the particles is disturbed, the recombination process increases, the current increases by the device case and the effect of sticking of particles to the case of sensitive elements, which ultimately reduces the efficiency of the devices, reduces the accuracy of their work. The proposed sensor is free from these disadvantages, since it has no charge device.

Дл  увеличени  точности измерени  и уменьшени  вли ни  электрических полей на чувствительный элемент цилиндрический измерительный электрод выполнен на два диаметра короче, чем экран .Причем экран электрически соединен с входным и выходным патрубками, которые также служат охранными электродами .To increase the measurement accuracy and reduce the effect of electric fields on the sensing element, the cylindrical measuring electrode is made two diameters shorter than the screen. Moreover, the screen is electrically connected to the input and output nozzles, which also serve as guard electrodes.

Существенное значение имеет соотношение между длиной и диаметром цилиндрического измерительного электрода . При отношении длины к диаметру меньше трех электрод не интегрирует электрические пол  турбулентностей, а выдел ет каждое в отдельности. Результирующее поле вызывает отклик электронной системы в виде импульсов большой амплитуды и длительности. При этом не удаетс  выделить отличительные особенности, св занные с концентрацией пыли, турбулентность ведет себ , как твердое зар женное тело. При отношении длины чувствительного элемента к диаметру больше трех (устройство - больше четырех) чувствительный элемент, как интегратор, сглаживает процесс прохождени  турбулентностей , поэтому выдел ютс  признаки, характеризующие конценграцию (в частности , таким признаком  вл етс  площадь под огибающей процесса). Дальнейгаее увеличение отношени  не чает прибавки к эффективности выделени  полезного сигнала, характеризующего концентрацию пыпч и сажи.The relationship between the length and diameter of the cylindrical measuring electrode is essential. With a length to diameter ratio of less than three, the electrode does not integrate the electric field of turbulences, but highlights each individually. The resulting field causes the response of the electronic system in the form of pulses of large amplitude and duration. It is not possible to distinguish the distinctive features associated with the concentration of dust; turbulence behaves like a solid charged body. When the ratio of the length of the sensing element to the diameter is more than three (the device is more than four), the sensing element, as an integrator, smoothes the process of passing turbulences, therefore, signs characterizing concentration are highlighted (in particular, this sign is the area under the process envelope). A further increase in the ratio does not add to the efficiency of extraction of the useful signal, which characterizes the concentration of cpc and soot.

Устройство зар жени  аэрозолей и пыли требует высоких напр жений, что  вл етс  существенным недостатком всех существующих -устройств При раQ боте и наладке устройств с высоковольтным зар жением необходимо соблюдать требовани , предъ вл емые при работах повышенной опасности. рч  предложенного датчика проведение пос добных работ не требуетс , что особенно важно при автономном способе измерени  и выполнении датчика в переносном варианте.The aerosol and dust charging device requires high voltages, which is a significant disadvantage of all existing devices. When working and setting up devices with high voltage charging, it is necessary to comply with the requirements for increased hazardous works. RF of the proposed sensor does not require such work, which is especially important when using an autonomous method of measuring and performing the sensor in a portable version.

Широкие водмот остч датчика ьро п0 л ютс  при использовании егс в автоматизированных системах контрол  выброса вредных веществ в атмосферу.A wide range of sensors is used when using it in automated systems for controlling the release of harmful substances into the atmosphere.

Ф, о р м у л а изобретени F, about rmu l and inventions

Claims (2)

1. Датчик пыли и сажи, соде ЖгИдчй измерительный цилиндрическгй эиекарод, коаксиально расположенный с гим экран, отличающийс  тем,что, с целью увеличени  точности измерени ,уменьшени  энергоемкости и повышени  безопасности , датчик дополнительно содержит два кольцевых вспомогательных электрода, разнесенных на фиксированное рассто ние по потоку, причем со стороны потока измерительный и вспомогательные электроды снабжены коаьспальне расположенными кольцами из диэлектрика, а отношение длины измерительного электрода к его диаметру равно четырем, причем длина цилиндра измерительного электрода меньше длины экрана на два диаметра измерительного электрода.1. A dust and soot sensor, soda gas measuring cylindrical eicarod, coaxially located with a screen, characterized in that, in order to increase measurement accuracy, reduce energy intensity and increase safety, the sensor additionally contains two annular auxiliary electrodes spaced by a fixed distance along on the flow side, the measuring and auxiliary electrodes are equipped with coaxially arranged dielectric rings, and the ratio of the length of the measuring electrode to its diameter is Four, and the length of the cylinder of the measuring electrode is less than the length of the screen by two diameters of the measuring electrode. 2. Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что измерительный электрод подключен к входу последовательно соединенных усилител , интегратора, функционального блока возведени  в куб, масштабного усилител , умнокител  и индикатора, причем к второму входу умножител  подключен один из выходов измерител  скорости, к входу которого подключены два кольцевых вспомогательных электрода, а второй выход измерител  скорости подключен к индикатору.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the measuring electrode is connected to the input of a series-connected amplifier, integrator, cube building functional unit, large-scale amplifier, multiplier and indicator, and one of the outputs of the speed meter is connected to the second input of the speed meter, which are connected to two annular auxiliary electrodes, and the second output of the speed meter is connected to the indicator.
SU894702540A 1989-05-22 1989-05-22 Dust and soot determinator SU1642328A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894702540A SU1642328A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Dust and soot determinator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894702540A SU1642328A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Dust and soot determinator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1642328A1 true SU1642328A1 (en) 1991-04-15

Family

ID=21452913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894702540A SU1642328A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Dust and soot determinator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1642328A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 602829, кл. G 01 N 15/00,1978. Авторское свидетельство СССР № 598569, кл, G 01 N 15/00, 1978. *

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
US3114877A (en) Particle detector having improved unipolar charging structure
CN108680764B (en) Air flow velocity measuring method based on ion tracing
DE3380418D1 (en) Method and apparatus for indicating an operating characteristic of an internal combustion engine
US4312180A (en) Detecting particles
EP1314018B1 (en) A device for determining the size distribution of aerosol particles
US3330960A (en) Flame spectrophotometer using ionization current detection
EP0211644B1 (en) Flow measurement/metering
US4769609A (en) Measurement of ultra-fine particles utilizing pulsed corona signals
SU1642328A1 (en) Dust and soot determinator
US2730005A (en) Means for detecting aerosol particles
WO1980002200A1 (en) Method and apparatus for measuring electrostatic charge density
GB2394290A (en) Method and apparatus for counting ions in a sample
GB2346700A (en) Particulate size detector
DE59003821D1 (en) Method for operating an ionization smoke detector and ionization smoke detector.
GB2374671A (en) Methods to improve electrostatic particle measurement
SU372483A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF CONCENTRATION AND DISPERSION COMPOSITION OF AEROSOL
SU805127A1 (en) Method of aerosole dispesion analysis
Altpeter et al. Performance of flame ionization detector as atmospheric aerosol Monitor. I. Conventional model
SU1696968A2 (en) Photoelectric device for measurement of particle size and counting concentration in liquid stream
Asano et al. Ion-flow anemometer using a high-voltage pulse
CN210720244U (en) Nozzle suitable for FID detects
SU693165A1 (en) Device for measuring aerosol dispersed phase mass
GB2195204A (en) Measuring instrument of ultra- fine particles
SU661349A1 (en) Electrostatic probe