SU693163A1

SU693163A1 - Device for determining microconcentrations of dust in air

Info

Publication number: SU693163A1
Application number: SU772557658A
Authority: SU
Inventors: Сергей Александрович Агапитов; Борис Юрьевич Кольцов; Анатолий Анатольевич Коновалов; Борис Иванович Попов; Владислав Ильич Турубаров
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1979-10-25

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОКОНЦЕНТРАЦИЙ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ(54) DEVICE FOR MEASURING MICROCONCENTRATIONS OF DUST IN AIR

соковольтного модул тора и реверсивного интегратора.SokVolt modulator and reverse integrator.

На Чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.

В воздуховоде 1 последовательно по .направлению движени потока воздуха gIn duct 1 in series in the direction of air flow g

установлены наружный 2 и внутренний игольчатый 3 электроды зар дной камеры , камера генерации помехи 4, измерительна камера 5 и воздуходувка 6. Наружный электрод 2 зар дной ка- Q Меры и камера генерации помехи 4, имеющие форму тонкостенного цилиндра, подклЮчеНы к йыходам высоковольтного модул тора 7. Внутренний электрод 3 зар дной камеры установлен на оси камеры генерации помехи 4 и закаНчива ,етс острием в центре наружного электрода 2 -зар дной камеры, измерительна камера 5 соединена со входом, усилител 8, выход которого через детектор 9 .. подключен к сигнальному входу реверсивного интегратора 10, выхбд которого подсоединен .к индикатору 11. Синхронизатор 12 подйлючен R управл ющим входам высоковольтного модул тора 7 и реверсивного интегратора 10. высоко- 25 вольтньой модул тор 7, управл емый синхронизатором 12, осуществл ет Последовательное во времени подключение импульсного высокого напр жени к наружному электроду 2 зар дной ка- 30 Меры и к камере генерации помехи 4.external 2 and internal needle 3 electrodes of the charge chamber, noise generation chamber 4, measuring chamber 5 and blower 6 are installed. The external electrode 2 charge cell Q and the noise generation chamber 4, which are shaped as a thin-walled cylinder, are connected to the high-voltage modulator outputs 7. The internal electrode 3 of the charging chamber is installed on the axis of the camera generating the noise 4 and is ordered, with the tip in the center of the external electrode 2 of the charging chamber, the measuring chamber 5 is connected to the input, amplifier 8, the output of which is through the detector 9 .. Connected to the signal input of the reversible integrator 10, the output of which is connected to the indicator 11. Synchronizer 12 is connected to the control inputs of the high voltage modulator 7 and reversible integrator 10. The high 25 volt modulator 7 controlled by the synchronizer 12 performs Serial in time connecting a pulsed high voltage to the outer electrode 2 of the charge-30 cell and to the camera generating interference 4.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Процесс измерени состоит из двух ра1вных по длительности тактов. Дли- 35 тёльность каждого такта задаётс синхронизатором 12. Во врем первого такта высокое Напр жение с модул тора- 7 подаетс на наружный электрод 2 зар днойкамеры . Реверсивный интегратор Q 10 при этом работает в режиме накоплени выходного сигнала детектора 9. Частицы пыли, увлекаемые потоком воз духа, попадают в зар дную камеру и приобретают электрические зар ды в поле унипол рного импульсного корон- ного разр да, возникающего под.действием высокой разности потенциалов между цилиндрическим электродом 2 и острием электрода 3. Попада во внутрь из.мерительной камеры 5 зар женные частицы индуцируют на ней переменный зар д , пропорциональный их концентрации . Во входной цепи усилител 8 индуцированный зар д преобразуетс в напр жение , которое усиливаетс усили- 55 телам, вьшр мл етс детектором 9 и затем поступает на сигнальный вход реверсивного интегратора 10. На выходе детектора,кроме полезного сиг- нала, пропорциональнбго концентрации о частиц, присутстйует также сигнал ,который в общем случаеопрёд;ел ётеЯ шумами усилител и напр жением , наводимым на входной цепи усилител и напр жением,наводимьам на входной 5The measurement process consists of two equal duration cycles. The length of each cycle is determined by the synchronizer 12. During the first cycle, a high voltage from the modulator-7 is supplied to the outer electrode 2 of the charging chamber. The reverse integrator Q 10 works in the accumulation mode of the output signal of the detector 9. Dust particles entrained in the air flow enter the charge chamber and acquire electric charges in the field of the unipolar pulse corona discharge arising from the high difference potentials between the cylindrical electrode 2 and the tip of the electrode 3. Falling inside the inside of the measuring chamber 5 charged particles induce a variable charge on it, which is proportional to their concentration. In the input circuit of the amplifier 8, the induced charge is converted into a voltage that is amplified by the amplification body, delivered by the detector 9 and then fed to the signal input of the reversible integrator 10. At the output of the detector, besides the useful signal, proportional to the concentration of particles, there is also a signal, which in general is a predisposition; it is emitted by a noise amplifier and a voltage induced on the input circuit of the amplifier and a voltage induced on the input 5

цепи усилител 8 электрическим полем коронного разр да. Таким образом, интегральное значение сигнала, накопленного за врем первого такта реверсивным интегратором 10, оказываетс -равным сумме интегральных значений полезного сигнала, пропорционального концентрации пьши, и сигнала помехи. Во врем второго, такта измерени высокое напр жение с модул тора 7 подаетс на камеру генерации помехи 4 и реверсивный интегратор 10 работает в режиме считывани интегрального значени сигнала, накопленного за предыдущий такт. В пространстве между камерой 4 и цилиндрической частью электрода 3 возникает импульсное электрическое поле, индуцирующее на входной цепи усилител 8 напр жение помехи , величина которого равна величине напр жени помехи, наводимого полем коронного разр да во врем первого такта измерени . Так как во врем второго такта зар дка частиц пыли не производитс , то входной сигнсш усилител равен сумме сигнала помехи и собственного шумового сигнала. Этот CHI- нал усиливаетс , детектируетс и так же, как во врем первого такта, подаетс на сигнальный вход реверсивного интегратора 10. Так как реверсивный интегратор в течение второго такта измерени работает в режиме считывани сигнала. Накопленного за предьщущий такт, то интегральное значение сигнала, подаваемого по окончании второго такта на индикатор 11, равно интегральному значению полезного сигнала , а следовательно, пропорционально концентрации пыли в воздухе.circuit amplifier 8 electric field corona discharge. Thus, the integral value of the signal accumulated during the first clock cycle by the reversing integrator 10 is equal to the sum of the integral values of the useful signal, proportional to the concentration of the chip, and the interference signal. During the second measurement cycle, a high voltage from the modulator 7 is supplied to the noise generating chamber 4 and the reversible integrator 10 operates in the reading mode of the integral value of the signal accumulated during the previous cycle. A pulsed electric field arises in the space between the chamber 4 and the cylindrical part of the electrode 3, which induces an interference voltage on the input circuit of the amplifier 8, the magnitude of which is equal to the interference voltage induced by the corona field during the first measurement cycle. Since no dust particles are charged during the second cycle, the input signal of the amplifier is equal to the sum of the interference signal and the intrinsic noise signal. This CHI is amplified, detected and, like during the first cycle, is fed to the signal input of the reversible integrator 10. As the reversible integrator operates in the signal read mode during the second measurement cycle. Accumulated for the previous cycle, the integral value of the signal supplied at the end of the second cycle to the indicator 11 is equal to the integral value of the useful signal, and therefore, proportional to the concentration of dust in the air.

Введение новых элементов - камеры генерации помехи, реверсивного интегратора и синхронизатора - позвол ет устранить вли ние на точность измерени нестабильности скорости воздушного потока и помехи, синхронной с полезным сигналом. Погрешность измерени концентрации пыли в диапазоне от 0,0005 до 0,005 мг/м снижаетс с 20-40 до 4%.The introduction of new elements — the camera generating interference, the reversible integrator, and the synchronizer — eliminates the effect on the measurement accuracy of the instability of the air flow rate and the noise synchronous with the desired signal. The measurement error of dust concentration in the range from 0.0005 to 0.005 mg / m is reduced from 20-40 to 4%.

Claims

1. USSR author's certificate

340942, cl. G 01 N 15/00, 30.10.70,

2. USSR author's certificate

No. 479994, cl. G 01 N 15/00, 07.23.73 (prototype).

25