SU840706A1 - Method of measuring aerosol concentration - Google Patents

Method of measuring aerosol concentration Download PDF

Info

Publication number
SU840706A1
SU840706A1 SU792848742A SU2848742A SU840706A1 SU 840706 A1 SU840706 A1 SU 840706A1 SU 792848742 A SU792848742 A SU 792848742A SU 2848742 A SU2848742 A SU 2848742A SU 840706 A1 SU840706 A1 SU 840706A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
charge
time
particles
particle
aerosol
Prior art date
Application number
SU792848742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниил Леонидович Зеликсон
Original Assignee
Предприятие П/Я А-7113
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 Предприятие П/Я А-7113 filed Critical Предприятие П/Я А-7113
Priority to SU792848742A priority Critical patent/SU840706A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU840706A1 publication Critical patent/SU840706A1/en

Links

Landscapes

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

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ(54) METHOD OF MEASURING THE CONCENTRATION OF AEROSOL

Изобретение относитс  к методам исследовани  физических и химических свойств веществ, конкретно к сп собам определени  концентрации дисперсной фазы в двухфазных потоках, и может быть использовано дл  контрол  запыленности промышленных выбр сов в области охраны окружающей сре дыИзвестен способ измерени  концен рации аэрозол , включающий предвари тельную зар дку частиц коронным раз р дом и последующую регистрацию ток перенесенного частицами Ток или зар д частиц измер ют с помощью электростатического электрода , потенциал которого определ етс  наведеннь1М частицами индукционным зар дом. Способ обладает малой чувствительностью и применим в узком диапа не концентраций, в основном, дл  измерений в обитаемых помещени х и атмосферном воздухе. Известен способ измерени  больших концентраций аэрозол ,включающий регистрацию изменений тока коронного разр да, экранированного первоначально незар женными частицами, движущимис  в потоке аэрозол  с известной скоростью 2 . В данном методе скорость потока настолько мала, что частицы в поле разр да приобретают предельньм зар д, поэтому разность токов при наличии частиц и без них определ етс  концентрацией частиц независимо от скорости. При повьшении скорости, когда врем  пролета частиц области разр да , (1) где Е - размер.этой области вдоль потока в метрах; V - скорость частиц, становитс  пор дка 0,1 си меньше, частицы приобретают зар д 90% от предельного и меньше (j). В таком случае, дл  определени  концентрации необходимоThe invention relates to methods for studying the physical and chemical properties of substances, specifically to methods for determining the concentration of the dispersed phase in two-phase flows, and can be used to control the dust content of industrial emissions in the field of environmental protection. A method for measuring the concentration of aerosol, including preliminary charge, is known. corona particles and the subsequent registration of the current transferred by the particles. The current or charge of the particles is measured with an electrostatic electrode inductively charged particles are determined. The method has low sensitivity and is applicable in a narrow range of concentrations, mainly for measurements in habitable rooms and atmospheric air. A known method for measuring large concentrations of aerosol, which includes recording changes in the corona discharge current, shielded by initially uncharged particles moving in the aerosol stream at a known rate of 2. In this method, the flow rate is so small that the particles in the discharge field acquire an ultimate charge, so the difference in currents with and without particles is determined by the concentration of particles, regardless of speed. When the speed increases when the time of flight of the particles of the discharge region, (1) where E is the size of this region along the flow in meters; V is the velocity of the particles, becomes on the order of 0.1 si less, the particles acquire a charge of 90% of the limiting and less (j). In this case, to determine the concentration

ввести соответствующую поправку в измер емый ток, завис щую от скорости nOTOtCBtintroduce an appropriate correction to the measured current, depending on the speed nOTOtCBt

Известный способ осуществл ют устройством, содержащим электроды коронного разр да, установленные в насадке, соединенным трубопроводным трактом с побудителем т ги iThe known method is carried out with a device containing corona electrodes installed in a nozzle connected by a pipeline path with a thrust rod i

Однако способ обладает погрешностью измерени , обусловленной случайными пульсаци ми начального (нулевого) тока в обеспыленном газе . Причины этих пульсаций многочисленны , к ним относ тс  флуктуации химических и физических параметров дисперсионной среды (газа), а также абразивный и коррозионный изн поверхности коронирующего электрода Указанна  погрешность снижает точность измерени . Дл  устранени  это погрешности необходимо производить периодическую поверку нулевого тока . Известный способ используют только дл  индикации пьши, а не измерени , причем в первоначально обеспыленном воздухе, поэтому значение 1гулевого тока известно. В промышленных газоходах отсутствует возможность создани  обеспыленного газа того же химического состава и физического состо ни , поэтому с расширением области применени  известного способа недопустимо снижаетс  точность измерени . ;However, the method has a measurement error due to random pulsations of the initial (zero) current in the dust-free gas. The causes of these pulsations are numerous, these include fluctuations of the chemical and physical parameters of the dispersion medium (gas), as well as abrasive and corrosive wear of the surface of the discharge electrode. This error reduces the accuracy of the measurement. To eliminate this error, it is necessary to perform a zero current calibration periodically. The known method is used only for displaying the flow, and not for measuring, moreover, in the initially dust-free air, therefore the value of 1gule current is known. In industrial ducts there is no possibility of creating dust-free gas of the same chemical composition and physical state, therefore, with the expansion of the field of application of the known method, the measurement accuracy is unacceptably reduced. ;

Цель изобретени  - повьш1ение точности путем периодической поверки нулевого тока.The purpose of the invention is to improve the accuracy by periodically checking the zero current.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе измерени  концентрации аэрозол , включающем регистрацию изменений тока коронного разр да, экранированного первоначально незар женными частицами движущимис  в потоке аэрозол  со скоростью , обеспечивающей зар дку частиц , в момент Поверки нулевого тока повышают скорость потока до величин исключающей зар дку частиц в потоке аэрозол  и регистрируют разность токов, измеренных при двух скорост  потока.The goal is achieved by the fact that in the method of measuring the concentration of an aerosol, which includes recording changes in the corona discharge shielded by initially uncharged particles moving in an aerosol flow at a speed that charges the particles, at the time of the Zero current calibration, the flow rate increases to exclude charging. particles in the flow of aerosol and register the difference of the currents measured at two flow rates.

Способ может быть осущест Ёлен устройством,содержащим электроды коронного разр да, установленные в насадке, соединенном трубопроводным трактом с побудителем т ги, в котором в тракт врезана проточна  камера заданного объема с двум  парами параллельно соединенных коммутаторов дросселей, из которых перва  пара дросселей, различающа с  диаметром отверстий, расположена на входеThe method can be carried out by a device containing corona discharge electrodes installed in a nozzle connected by a pipeline path to a pull actuator, in which a flow chamber of a given volume is inserted into the path with two pairs of parallel connected chokes, from which the first pair of chokes are distinguished diameter of holes located at the entrance

в камеру, а втора  пара идентичных дросселей - на выходе из камеры,причем одновременно комг тированы на входе и выходе по одному дросселю различного диаметра.into the chamber, and the second pair of identical chokes - at the exit from the chamber, and simultaneously being combined at the entrance and exit along one choke of different diameters.

На чертеже схематично изображено устройство дл  осуществлени  способа .The drawing schematically shows a device for implementing the method.

В пыпезаборном насадке 1 расположены осадительный 2 и коронирующий 3In the dust nozzle 1 there is a precipitating 2 and a corona 3

электроды, соединенные соответствуюшрми кабел ми с источником 4 высокого напр жени  посто нного тока и регистратором 5 изменений тока коронного разр да. Насадок 1 пневматически соединен трубопроводным трактом 6 с проточной камерой 7 и побудителем т ги, например эжектором 8. На входе и выходе камеры 7 установлены две пары параллельно соединенных кelectrodes connected by appropriate cables to a high-voltage direct current source 4 and a recorder of 5 corona current changes. Nozzles 1 are pneumatically connected by a pipeline path 6 with a flow chamber 7 and a propulsion rod, such as an ejector 8. At the inlet and outlet of the chamber 7, two pairs are connected in parallel to

камере 7 дросселей 9 и 10, причем дроссели 9 имеют большее проходное отверстие, чем дроссели 10. Дроссели 9 и 10 соединены с трактом 6 ком мутатором I1, снабженным механическимchamber 7 are throttles 9 and 10, and the throttles 9 have a larger through-hole than the throttles 10. Throttles 9 and 10 are connected to the path 6 by the commutator I1, equipped with a mechanical

приводом 12 периодического действи .drive 12 periodic action.

В процессе измерени  насадка 1 благодар  диффузорности заборного отверсти  обеспечиваетс  изокинетический отбор исследуемого аэрозол In the process of measuring the nozzle 1, due to the diffusivity of the intake aperture, isokinetic selection of the aerosol under investigation is provided

с помощью эжектора 8 при включенных источнике 4 высокого напр жени  и регистраторе 5. В поле коронного разр да между электродами 2 и 3 частицы приобретают электрический зар д , снижа  напр женность пол  и регистрируемый ток пропорционально своей концентрации,, а точнее суммарной поверхности частиц, наход щихс  в единице объема газа при известнойwith the help of ejector 8 with high voltage source 4 and recorder 5 turned on. In the corona discharge field between electrodes 2 and 3, the particles acquire an electric charge, reducing the field strength and the recorded current in proportion to its concentration, or rather the total surface of the particles per unit volume of gas with a known

скорости потока. На это врем  привод 12 устанавливает коммутатор 11 в положении , изображенное на чертеже, где ко входу камеры 7 соединен дроссель 10 с меньшим отверстием, а кflow rates. At this time, the actuator 12 sets the switch 11 in the position shown in the drawing, where the throttle 10 is connected to the entrance of the chamber 7 with a smaller opening, and

вьгходу - дроссель 9 с большим отверстием . Значительное сопротивление входного дроссел  обеспечивает в камере 7 наибольшее разр жение, соответствующее возможност м эжектора 8.Inlet - choke 9 with a large hole. The significant resistance of the input throttle provides in chamber 7 the greatest discharge corresponding to the capabilities of the ejector 8.

Claims (2)

Привод 12 периодически переключает коммутатор 11 в положение, когда ко входу камеры 7 соединен дроссель 9, а к выходу - дроссель 10. Малое сопротивление дроссел  9 на входе приводит к быстрому заполнению камеры 7 аэрозолем и заданному повышению скорости потока в области коронного разр да. Измер емый ток кор ного разр да при повьппенной скорост соответствует нулевому значению,име щему место в обеспыленном газе благодар  тому что частицы не успели приобрести зар д, Таким образом, искома  концентра ци  пропорциональна разности токов при двух значени х скорости, т.е. переменной составл ющей. Длительность поверки определ етс посто нной времени натекани  в камер 7, завис щей от объема этой камеры и гидравлического сопротивлени  дрос сел  9 при достаточно большом сопротивлении дроссел  10. Погрешность определени  нулевого тока можно оценить в зависимости .от скорости потока, рассматрива  кинетику зар дки частиц в поле коронного разр да m tj-t-1где q - зар д, приобретаемый частицей аэрозол ; q - предельный зар д частицы при заданной напр женности электрического пол  и неограниченном времени зар дки; t 0,01 с - посто нна  времени зар дки дл  воздуха пр нормальных услови х. При известной скорости по формуле (1) можно определить врем  зар дки, затем по формуле (2) - зар д частицы а по рассчитанному зар ду и регистри руемому току короны наход т концентрацию частиц. Если повысить скорость потока до М 7/ Ю 1 м/с, то врем  зар дки . частиц станет t lO . Из формулы (2 ) можно вычислить, что зар д частицы при этом составл ет менее 1% от предельного, что и обуславливает . погрешность определени  нулевого тока . В разработанном макете устройства электрод 2 имеет диаметр 0,01 м и длину вдоль потока, обозначенную на чертеже, 0,01 м, котора  и определ ет размер области разр да. Скорость потока в момент поверки составл ет 100 м/с. При объеме камеры 7-10 л длительность поверки несколько более 0,002 с. Формула изобретени  . Способ измерени  концентрации аэрозол , включающий регистрацию изменений тока коронного разр да, экранированного первоначально незар женными частицами, движущимис  в потоке аэрозол  со скоростью, обеспечивающей зар дку частнц, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем периодической поверки нулевого тока, в момент поверки по- . вышают скорость потока до величины, исключающей зар дку частиц в потоке аэрозол  и регистрируют разность токов, измеренных при двух скорост х потока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Верещагин И. П., Левитов В. И. Мирзабек н Г. 3., Пашин М. М, Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М., Энерги , 1974, с. 167. The actuator 12 periodically switches the switch 11 to the position when the throttle 9 is connected to the input of the chamber 7, and the throttle 10 is connected to the output. The small resistance of the throttles 9 at the input leads to a rapid filling of the chamber 7 with aerosol and a given increase in the flow velocity in the area of the corona discharge. The measured current of the discharge bit at a higher rate corresponds to zero, which takes place in the dust-free gas due to the fact that the particles did not have time to acquire a charge. Thus, the desired concentration is proportional to the difference of the currents at two speeds, i.e. variable component. The duration of the calibration is determined by the constant time of leakage in chambers 7, depending on the volume of this chamber and the hydraulic resistance of the throttles of villages 9 with a sufficiently large resistance of throttles 10. The error in determining the zero current can be estimated depending on the flow rate, considering the kinetics of charging particles corona field m tj-t-1 where q is the charge acquired by the aerosol particle; q is the limiting charge of a particle at a given intensity of the electric field and an unlimited charging time; t 0.01 s is the charge time constant for air under normal conditions. At a known speed, using the formula (1), it is possible to determine the charging time, then by the formula (2) - the charge of the particle, and the calculated particle concentration is determined from the calculated charge and the detected current of the corona. If you increase the flow rate to M 7 / S 1 m / s, then the charging time. particles will become t lO. From formula (2), it can be calculated that the charge of the particle in this case is less than 1% of the limiting one, which causes. error of zero current determination. In the developed device layout, the electrode 2 has a diameter of 0.01 m and a length along the stream, indicated in the drawing, 0.01 m, which determines the size of the discharge region. The flow velocity at the time of verification is 100 m / s. With a chamber volume of 7-10 liters, the calibration time is slightly more than 0.002 s. Claims. A method for measuring aerosol concentration, which includes recording changes in corona current shielded by initially uncharged particles moving in an aerosol stream at a rate that ensures the charge of a particle, characterized in that, in order to improve accuracy by periodically checking a zero current, at the time of calibration by -. The flow rate is increased to a value that excludes charging of particles in the aerosol flow and the difference in currents measured at two flow rates is recorded. Sources of information taken into account in the examination 1. I. Vereshchagin, V. Levitov, G. Mirzabek, G. 3., Pashin M. M, Fundamentals of electro-gas dynamics of disperse systems. M., Energie, 1974, p. 167. 2.Патент США 3932851, кл. Q 08 В 17/10, 1974 (прототип).2. The patent of the USA 3932851, cl. Q 08 17/10, 1974 (prototype).
SU792848742A 1979-12-10 1979-12-10 Method of measuring aerosol concentration SU840706A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792848742A SU840706A1 (en) 1979-12-10 1979-12-10 Method of measuring aerosol concentration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792848742A SU840706A1 (en) 1979-12-10 1979-12-10 Method of measuring aerosol concentration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU840706A1 true SU840706A1 (en) 1981-06-23

Family

ID=20863201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792848742A SU840706A1 (en) 1979-12-10 1979-12-10 Method of measuring aerosol concentration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU840706A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3679973A (en) Electrogasdynamic dust monitor
US5214386A (en) Apparatus and method for measuring particles in polydispersed systems and particle concentrations of monodispersed aerosols
Reineking et al. Measurements of particle loss functions in a differential mobility analyzer (TSI, Model 3071) for different flow rates
US3449667A (en) Electrogasdynamic method and apparatus for detecting the properties of particulate matter entrained in gases
US5641919A (en) Method of characterizing particles by multiple time-of-flight measurements
US5506507A (en) Apparatus for measuring ions in a clean room gas flow using a spherical electrode
US3178930A (en) Monitor and spectrometer for atmospheric particulate matter
SU840706A1 (en) Method of measuring aerosol concentration
Vomela et al. The charging and mobility of chain aggregate smoke particles
US3787123A (en) Method and apparatus for measuring the weight of solid particles suspended in a carrier gas
JP2008096168A (en) Particle classifier
US4056003A (en) Device for measuring the mass flow or flow rate of a gas
US4136564A (en) Mass flow rate detector of electrostatic type
CA1069179A (en) Method and apparatus for determining the flux of a flowing fluid
Renninger et al. Particle sizing by electrical single particle aerodynamic relaxation time analyzer
JPS6243540A (en) Superfine particle measuring apparatus
Wen et al. Dynamics and measurement of smokes III—drag and orientation of chain aggregates in an electrical mobility spectrometer
Yu et al. Experimental measurement of the rate of unipolar charging of actinolite fibers
Coroniti et al. Effect of aircraft charge on airborne conductivity measurements
DE1959917C3 (en) Process for continuous measurement of the dust content of gases and device for carrying out the process
Yang et al. Application and performance test of a small aerosol sensor for the measurement of aerosolized DNA strands
JPH0327851B2 (en)
Olawoyin et al. A system for aerodynamically sizing ultrafine radioactive particles
SU857790A1 (en) Method and device for determination of aerosol concentration
McCain et al. Methods for Determining Paniculate Mass and Size Properties: Laboratory and Field Measurements