SU1665267A1

SU1665267A1 - Method of aerosol sampling

Info

Publication number: SU1665267A1
Application number: SU884606594A
Authority: SU
Inventors: Сергей Эдуардович Пащенко; Людмила Степановна Лазарева; Анатолий Андреевич Гераськин
Original assignee: Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола; Институт Химической Кинетики И Горения Со Ан Ссср
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1991-07-23

Abstract

Изобретение относитс к исследованию дисперсных систем с применением методов вакуумного отбора проб и может найти применение дл изучени процессов диспергировани жидких горючих смесей. Целью изобретени вл етс повышение представительности проб и точности анализа. Способ отбора проб аэрозол включает осаждение аэрозольных частиц на подложку, в качестве которой берут материал, измен ющий оптическую прозрачность при смачивании аэрозолем, освещение внутренней полости пробоотборника и регистрацию пробы в процессе осаждени аэрозольных частиц на подложку. При этом осаждение провод т при давлении у поверхности подложки 9,0 - 9,8 10⁴ Па. 1 з.п.ф-лы. 1 ил.The invention relates to the investigation of dispersed systems using vacuum sampling methods and can be used to study the processes of dispersion of liquid combustible mixtures. The aim of the invention is to increase the representativeness of the samples and the accuracy of the analysis. The method of sampling the aerosol includes the deposition of aerosol particles on a substrate, which is taken as a material that changes the optical transparency when it is wetted by an aerosol, illuminates the inner cavity of the sampler and records the sample during the deposition of aerosol particles on the substrate. In this case, the deposition is carried out at a pressure at the substrate surface of 9.0 - 9.8 10 ⁴ Pa. 1 hp ff. 1 il.

Description

Изобретение относитс к исследованию дисперсных систем с применением методов вакуумного отбора проб и позвол ет регистрировать образование жидкокапельных частиц в распылительных установках, например в двигател х, топливных форсунках, определ ть концентрацию этих частиц и может быть использовано дл изучени процессов диспергировани жидких горючих смесей.The invention relates to the investigation of dispersed systems using vacuum sampling methods and allows the formation of liquid droplets to be recorded in spray installations, such as engines, fuel injectors, to determine the concentration of these particles and can be used to study the dispersion processes of liquid combustible mixtures.

Цель изобретени - повышение представительности проб и точности анализа.The purpose of the invention is to increase the representativeness of the samples and the accuracy of the analysis.

Дл достижени поставленной цели в способе отбора проб аэрозол включающем осаждение аэрозольных частиц на подложку , в качестве подложки берут материал, измен ющий оптическую прозрачность при смачивании аэрозолем, освещают внутреннюю полость пробоотборника и регистрируют пробу в процессе осаждени аэрозольных частиц на подложку,In order to achieve this goal, in the method of sampling an aerosol involving the deposition of aerosol particles on a substrate, a material that changes optical transparency when it is wetted by an aerosol is taken as a substrate, illuminates the internal cavity of the sampler and records the sample during the deposition of aerosol particles on the substrate,

Осаждение частиц лучше всего проводить при давлении у поверхности подложки 9,0-9,8-Ю4 Па.Particle deposition is best carried out at a pressure at the substrate surface of 9.0-9.8-104 Pa.

Основным отличительным признаком вл етс материал подложки экрана, его смачиваемость и прозрачность соответствующа сухому и смоченному состо ни м, обеспечивающим разницу в величинах регистрируемого тока фотодиода, располагаемого под подложкой-экраном.The main distinguishing feature is the screen substrate material, its wettability and transparency corresponding to dry and wet conditions, providing the difference in the values of the detected current of the photodiode located under the substrate screen.

Существует экспериментально установленна св зь между материалом подложки , давлением осаждени и изменением регистрируемого сигнала, что отражено в таблице. Из таблицы видно, что при ,0-10 Па величина AI увеличиваетс при изменении материала подложки в р ду, калька-б зь-фильтровальна бумаоThere is an experimentally established relationship between the substrate material, the deposition pressure and the change in the recorded signal, which is reflected in the table. It can be seen from the table that, at 0–10 Pa, the value of AI increases as the substrate material changes into a row, tracing paper and filter paper.

ON СПON SP

isj О isj o

га марки АФ А-ХА, что в первую очередь (при равных давлени х осаждени ) обусловлено различной прозрачностью материала подложки, котора дл сухого состо ни наибольша у кальки. Дл ,8104 Па наблюдаетс та же тенденци . Дл серии экспериментов ке- росин-АФА-ХА получены наибольшие величины Д|, что обусловлено наиболь- ц)ей смачиваемостью именно фильтро- в альной бумаги АФА-Ха по сравнению с другими материалами. Разброс значе- ций внутри самой серии экспериментов керосин -АФА-ХА, соответствующих различным значени м давлени у подложку , невелик (10%), а верхний предел Давлени осаждени , равный 9,8104 Па, обусловлен тем, что при дальнейшем увеличении давлени (до 1,10 Па, что рав- йо атмосферному давлению) прекращаетс осаждение аэрозол на подложку, а г(ри давлении, более низком, чем 9-Ю4 Па, интенсифицируетс испарение ка- г1ель и переход вещества в паровую фазу. Поэтому дл авиационного керосина оптимальный диапазон изменени давлени 9,8-9,0-104 Па, причем такие же Параметры возможны и дл 1 других аналогичных керосину жидкостей.ha of the brand AF A-XA, which is primarily (at equal deposition pressures) due to the different transparency of the substrate material, which for the dry state is highest for tracing paper. For 8104 Pa, the same tendency is observed. For a series of experiments with kerosene-AFA-XA, the largest values of D | were obtained, which is due to the greatest wettability of the AFA-X filter paper in comparison with other materials. The dispersion of the values within the series of experiments kerosene-АPА-ХА, corresponding to different values of pressure on the substrate, is small (10%), and the upper limit of the deposition pressure, equal to 9.8104 Pa, is due to the fact that with further increase in pressure (to 1.10 Pa, which is equal to the atmospheric pressure), the deposition of aerosol onto the substrate ceases, and g (at a pressure lower than 9-U4 Pa), evaporation of the gel and the transition of the substance to the vapor phase are intensified. Therefore, for aviation kerosene the pressure range is 9.8-9.0-104 Pa, and so The same parameters are possible for 1 other kerosene-like liquids.

На чертеже представлена блок-схема вакуумного пробоотборника дл осуществлени способа.The drawing shows a block diagram of a vacuum sampler for carrying out the method.

Вакуумный пробоотборник содержит корпус 1, капилл р 2, источник 3 света, источник 4 питани , полупроницаемую подложку 5, фотодиод 6, миллиамперметр 7.The vacuum sampler includes a housing 1, a capillary R 2, a light source 3, a power source 4, a semipermeable substrate 5, a photodiode 6, a milliammeter 7.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

К вакуумному пробоотборнику подают двухфазный поток, содержащий жидко- капельный аэрозоль, например керосин, йод ной туман и др. С помощью насоса но внутренней полости вакуумного пробоотборника создают разрежение 9,0- 9,8 Ю4 Па. В капил ре 2 формируют аэрозольную струю, аэрозольные частицы которой осаждаютс на подложке, например , из АФА-ХА, кальки и т.д., и Смачивают ее. Источник 3 света освещает внутреннюю полость, По мере Осаждени жидкокапельного аэрозол на подложку ее прозрачность мен етс в пределах0/, 10 А 90%, где ДA two-phase stream containing a liquid droplet aerosol, such as kerosene, iodine mist, etc. is fed to the vacuum sampler. A vacuum of 9.0-9.8 S4 Pa is created using a pump in the internal cavity of the vacuum sampler. An aerosol jet is formed in the capillary 2, the aerosol particles of which are deposited on the substrate, for example, from AFA-XA, tracing paper, etc., and Moisten it. The light source 3 illuminates the internal cavity. As the liquid droplet aerosol is deposited onto the substrate, its transparency varies within 0 /, 10 A 90%, where D

изменение прозрачности, в результате чеп возрастает ток фотодиода, расположенного под смоченной подложкой, что указывает на осаждение жидкокапельного аэрозоa change in transparency, as a result of the cap increases the current of the photodiode located under the wetted substrate, which indicates the deposition of the liquid-drop aerosol

л ,lt

Пример. Отбор пробы жидкокапель ного аэрозол производ т на тканевую под ложку (Б зь). Распыл керосина в форсунке производитс при давлении ,410 Па.Example. The sampling of the liquid droplet aerosol is carried out on a tissue under the spoon (Bs). Sprayed kerosene in the nozzle is produced at a pressure of 410 Pa.

0 Осаждение жидкокапельного аэрозол происходит при давлении 9,0-104Па. При этом прозрачность (в относительных единицах) измен етс от 20 до 30, т.е. на 20%,0 Deposition of a liquid droplet aerosol occurs at a pressure of 9.0-104Pa. At the same time, the transparency (in relative units) varies from 20 to 30, i.e. by 20%

5 П р и м е р 2, Отбор пробы жидкокапельного аэрозол производ т на подложку , выполненную из чертежей кальки. Распыливающее давление в керосиновой форсунке ,4 10 Па. Осаждение аэрозол 5 Example 2 A liquid droplet aerosol was sampled on a substrate made from tracing paper. Spraying pressure in a kerosene nozzle, 4 10 Pa. Sedimentation aerosol

0 производитс на подложку при разрежении 9,0 -104 Па. Изменение регистрируемого сигнала 50-60 ед, т.е. на 10%,0 is produced on a substrate at a vacuum of 9.0 -104 Pa. The change in the recorded signal is 50-60 units, i.e. on 10%,

П р и м е р 3. Отбор пробы жидкокапельного аэрозол производ т на подложку, вы5 полненную из фильтра АФА-ХА. Распыл керосина - при ,4-104Па.PRI me R 3. Sampling of a liquid droplet aerosol is carried out on a substrate extracted from an AFA-XA filter. Spray kerosene - when, 4-104Pa.

Разрежение в области подложки 9,1 10 Па. Изменение сигнала произошло на 90%.The vacuum in the substrate 9.1 10 PA. The change in signal occurred at 90%.

0 П р и м е р 4. Отбор пробы жидкокапельного аэрозол производ т на положку, выполненную из фильтровальной бумаги АФА-ХА. Распыл керосина при Р 1,4-105 Па. Разрежение в области подложки 5 9,8-10 Па. Изменение регистрируемого сигнала 20-36 ед., т.е. на 80%.0 EXAMPLE 4. The liquid-drop aerosol is sampled on a pole made of AFA-XA filter paper. Sprayed kerosene at P 1.4-105 Pa. The vacuum in the substrate 5 9.8-10 PA. The change in the recorded signal is 20-36 units, i.e. by 80%.

П р и м е р 5. Отбор пробы жидкокапельного аэрозол производ т на подложку, выполненную из чертежной кальки. РаспылEXAMPLE 5 A liquid droplet aerosol is sampled on a substrate made of tracing paper. Sprayed

0 керосина при ,4-104 Па, Разрежение в области подложки 9,8-104Па. Изменение регистрируемого сигнала от 20- 27 ед., т.е. на 35%.0 kerosene at 4-104 Pa. Vacuum in the substrate area 9.8-104Pa. The change in the recorded signal is from 20 to 27 units, i.e. by 35%.

Способ обладает следующими преиму5 ществами, Расширены функциональные возможности способа, т.е. повышена представительность проб и точность анализа. Помимо отбора твердофазных аэрозольных частиц возможен также отбор жидко0The method has the following advantages, the functionality of the method has been expanded, i.e. increased representativeness of samples and accuracy of analysis. In addition to the selection of solid-phase aerosol particles, liquid selection is also possible.

капельных аэрозолей, таких как керосин,drip aerosols, such as kerosene,

вод ной туман и др. Предлагаемый способ позвол ет одновременно в процессе отбора регистрировать жидкокапельную фракцию , что не представл лось возможным, 5 когда факт осаждени отмечалс лишь после проведени отбора пробы, разбора вакуумного пробоотборника и анализа подложки в электронном микроскопе Оперативность способа дает возможностьwater mist, etc. The proposed method allows simultaneous recording of the liquid droplet fraction during the sampling process, which was not possible 5 when deposition was noted only after sampling, disassembling the vacuum sampler and analyzing the substrate in an electron microscope

регистрировать, например, керосин в аэрозольной фракции с учетом инерционных свойств керосина в двухфазном высокоскоростном потоке воздухе, что найдет применение при определении параметров (концентрации частиц, их массы или физического распределени по массам) аэрозольной фракции при характерных авари х в двигател х.register, for example, kerosene in the aerosol fraction, taking into account the inertial properties of kerosene in a two-phase high-speed air stream, which will be used in determining the parameters (particle concentration, mass or physical mass distribution) of the aerosol fraction in typical engine accidents.

Claims

Claim 1. Sampling method for aerosol sampling, including the deposition of aerosol particles on

0

A substrate, characterized in that, in order to increase the representativeness of the samples and the accuracy of the analysis, a material that changes the optical transparency when it is wetted with an aerosol is used as the substrate, illuminates the internal cavity of the sampler and records the sample during the deposition of aerosol particles on the substrate.

2. The method according to claim 1. characterized in that the deposition is carried out at a pressure at the surface of the substrate (9.0-9.8) -104 Pa.

Tray Aerosol

g 1

5 6

Knasosu