SU890153A1 - Electrocharge dust meter - Google Patents

Electrocharge dust meter Download PDF

Info

Publication number
SU890153A1
SU890153A1 SU802894771A SU2894771A SU890153A1 SU 890153 A1 SU890153 A1 SU 890153A1 SU 802894771 A SU802894771 A SU 802894771A SU 2894771 A SU2894771 A SU 2894771A SU 890153 A1 SU890153 A1 SU 890153A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
particles
path
acoustic
sound
emitter
Prior art date
Application number
SU802894771A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдус Керимович Решидов
Даниил Леонидович Зеликсон
Наталья Георгиевна Булгакова
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 SU802894771A priority Critical patent/SU890153A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU890153A1 publication Critical patent/SU890153A1/en

Links

Description

Изобретение относится к средствам измерения в механике аэрозолей в част ти определения концентрации и распределения частиц по размерам и может быть применено для дисперсионного анализа при контроле запыленности ок- $ ружающей среды и технологических процессов.The invention relates to measuring instruments in the mechanics of aerosols, in particular, to determining the concentration and particle size distribution and can be used for analysis of variance to control the dust content of the environment and technological processes.

Известен пылемер, содержащий акустический излучатель и фотоаппарат для регистрации амплитуды колебаний частиц в звуковой волне. В этом пылемере по фотографиям треков, полученных на ряде частот звука, рассчитывают размеры частиц и концентрацию колеблющихся фракций [1J.Known dust meter containing an acoustic emitter and a camera for recording the amplitude of the oscillations of the particles in the sound wave. In this dust meter, the particle sizes and the concentration of vibrating fractions are calculated from photographs of tracks obtained at a number of sound frequencies [1J.

Однако обработка фотографий достаточно трудоемка.However, processing photos is quite time-consuming.

Наиболее близким к предлагаемому •техническим решением является электроразрядный пылемер, содержащий зарядную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры, расположенные вдоль тракта аспиратора. Измерительная камера снабжена электродом, охватывающим тракт аспиратора £2].Closest to the proposed • technical solution is an electric-discharge dust meter containing a charging chamber connected to an aspirator path and connected by an electric output to a synchronous detector. The measuring chamber is equipped with an electrode covering the aspirator tract £ 2].

Недостаток указанного пылемера заключается в том, что он позволяет измерить только общую концентрацию пыли без определения размеров -частиц и их дисперсного состава.The disadvantage of this dust meter is that it allows you to measure only the total concentration of dust without determining the size of the particles and their dispersed composition.

Целью изобретения является реализация возможности дисперсионного анализа.The aim of the invention is to realize the possibility of analysis of variance.

Данная цель достигается тем, что известный электрозарядный пылемер, содержащий генератор, зарядную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры, . расположенные вдоль тракта аспиратора, дополнительно снабжен фазовращателем и акустическим излучателем, установленным в тракте аспиратора, обращенным в сторону измерительной камеры, причем акустический излучатель соединен с генератором и через фазовращатель со вторым входом синэ хронного детектора, а измерительная камера выполнена в виде катушки индуктивности.This goal is achieved by the fact that the known electrically charged dust meter containing a generator, a charging chamber connected to an electrical output with a synchronous detector,. located along the aspirator path, it is additionally equipped with a phase shifter and an acoustic emitter installed in the aspirator path facing the measuring chamber, the acoustic radiator being connected to the generator and through the phase shifter with the second input of the synchronous detector, and the measuring chamber is made in the form of an inductor.

Сущность изобретения состоит в том, что акустическая волна разделяет аэрозоль на две фракции: грубодисперсную, неподвижную относительно звуковых колебаний газа, и тонкодисперсную, колеблющуюся вместе с газом. Колебания заряженных частиц относительно катушки индуктивности наводят в последней переменную ЭДС, пропорциональную фракционной концентрации.The essence of the invention lies in the fact that the acoustic wave divides the aerosol into two fractions: coarse, stationary relative to the sound vibrations of the gas, and finely dispersed, oscillating with the gas. Oscillations of charged particles relative to the inductor induce in the latter a variable EMF proportional to the fractional concentration.

Кроме того, излучатель расположен на расстоянии £. < от катушки, где V - скорость потока в тракте, 'С'- время коагуляции в акустическом поле, что устраняет погрешность, связанную с изменением дисперсного состава при коагуляции частиц звуком до момента измерения.In addition, the emitter is located at a distance of £. <from the coil, where V is the flow velocity in the path, 'C' is the coagulation time in the acoustic field, which eliminates the error associated with the change in the dispersed composition during the coagulation of particles by sound until the moment of measurement.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого пылемера.The drawing shows a schematic diagram of the proposed dust meter.

Прибор состоит из зарядной 1 и измерительной 2 камер, расположенных вдоль тракта 3 аспиратора, в котором установлен акустический излучатель 4, например пьезоэлектрический, соединенный с генератором 5 гармонического напряжения. Излучатель 4 обращен в сторону измерительной камеры®2, выполненной в виде катушки 6 индуктивности, соединенной с синхронным детектором 7, второй вход которого соединен через фазовращатель 8 с излучателем 4. Расстояние от излучателя 4 до катушки 6 выбрано из условия £. < v 77, где V - скорость потока, время коагуляции частиц в звуковом поле, и обозначено на чертеже.The device consists of a charging 1 and a measuring 2 chambers located along the path 3 of the aspirator, in which an acoustic emitter 4, for example a piezoelectric connected to a harmonic voltage generator 5, is installed. The emitter 4 is turned towards the measuring chamber®2, made in the form of an inductor 6 connected to a synchronous detector 7, the second input of which is connected through a phase shifter 8 to the emitter 4. The distance from the emitter 4 to the coil 6 is selected from the condition £. <v 77, where V is the flow velocity, the coagulation time of particles in the sound field, and is indicated in the drawing.

Исследуемый аэрозоль подается в тракт 3 в направлении, указанном стрелкой. Частицы в зарядной камере 1 приобретают электрический заряд и перемещаясь в потоке к измерительной камере 2 облучаются звуковой волной от излучателя 4 с частотой генератора 5. Колебаемый волной звука газ увлекает тонкую фракцию аэрозоля в колебательное движение, а грубодис-\ персная фракция в силу инерции не следует колебаниям газа. Поток аэрозоля с колеблющимися заряженными частицами наводит в катушке 6 переменную ЭДС, величина которой служит мерой фракционной концентрации и регистрируется синхронным детектором 7. Фазовращателем 8 обеспечивают синхронизацию фаз звука с наведенным иапря890153 , 4 жением. Изменяя частоту звука, проводят в колебательное движение следующие фракции и по нескольким измерениям определяют дисперсный состав час5 тиц.The studied aerosol is fed into the tract 3 in the direction of the arrow. Particles in the charging chamber 1 acquire an electric charge and moving in the flow to the measuring chamber 2 are irradiated by a sound wave from the emitter 4 with the frequency of the generator 5. The gas oscillated by the sound wave carries the thin fraction of the aerosol into oscillatory motion, and the coarse dispersed fraction should not be inertia gas vibrations. An aerosol stream with oscillating charged particles induces an EMF variable in coil 6, the value of which serves as a measure of fractional concentration and is recorded by synchronous detector 7. Phase shifter 8 ensures synchronization of sound phases with induced voltage and 890153, 4. Changing the frequency of sound, the following fractions are carried out in oscillatory motion and the particle size distribution is determined from several measurements.

В случае, если дисперсный состав части близок к монохроматическому, го используют фазовый метод разделения на фракции, измеряя переменное 10 напряжение детектором 7 при различной разности фаз, вводимой фазовращателем 8.In case the dispersed composition of the part is close to monochromatic, the phase fractionation method is used, measuring the alternating voltage 10 with the detector 7 at different phase differences introduced by the phase shifter 8.

При определенных концентрациях аэрозоля в звуковом поле возможна коагуляция частиц, ..однако время коагуляции составляет десятые доли секунды до единицы, поэтому, устанавливая соответствующие скорости потока и расстояние от излучателя 4 до катуш . 20 ки б, можно избежать погрешности, свя занной с указанным эффектом,At certain concentrations of aerosol in the sound field, particles can coagulate, .. however, the coagulation time is tenths of a second to unity, therefore, setting the appropriate flow rates and the distance from the emitter 4 to the coils. 20 ki b, the error associated with the indicated effect can be avoided,

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет определить дисперсный состав частиц аэрозоля в широком диапазоне размеров и концентраций путем разделения на две фракции звуковым полем и регистрации синхронной компоненты.Thus, the proposed technical solution allows to determine the dispersed composition of aerosol particles in a wide range of sizes and concentrations by dividing into two fractions by a sound field and registering the synchronous component.

Акустический сепаратор в известной эд схеме предназначен для колебания частиц с индивидуальной амплитудой, тогда как в предлагаемом устройстве акус тический излучатель использован по но вому функциональному назначению, аThe acoustic separator in the well-known ed circuit is designed to oscillate particles with an individual amplitude, while in the proposed device the acoustic emitter is used for a new functional purpose, and

Н именно, для разделения всех частиц на две фракции - колеблющихся и неколеблющихся частиц.Namely, to separate all particles into two fractions - oscillating and non-oscillating particles.

В известном устройстве использован индуктивный электрод,.эквивалентный 4® катушке индуктивности, для регистрации импульсов, созданных импульсной зарядкой группы частиц, тогда Как в предлагаемом пылемере катушка.индуктивности предназначена для регистра4® ции синхронной гармонической компоненты колеблющихся частиц, заряженных постоянным током.The known device uses an inductive electrode equivalent to a 4® inductor to register pulses created by pulsed charging of a group of particles, whereas As in the proposed dust meter, an inductance coil is designed to register the synchronous harmonic component of oscillating particles charged with direct current.

Claims (2)

Изобретение относитс  к средствам измерени  в механике аэрозолей в част ти определени  концентрации и распределени  частиц по размерам и может быть применено дл  дисперсионного анализа при контроле запыленности окружающей среды и технологических процессов . Известен пылемер, содержащий акустический излучатель и фотоаппарат дл  регистрации амплитуды колебаний частиц в звуковой волне. В этом пылемере по фотографи м треков, полученных на р де частот звука, рассчитывают размеры частиц и концентрацию колеблющихс  фракций l. Однако обработка фотографий достаточно трудоемка. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  электро разр дный пылемер, содержащий зар дную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры, расположенные вдоль тракта аспиратора. Измерительна  камера снабжена электродом, охватывающим тракт аспиратора 2. Недостаток указанного шшемера заключаетс  в том, что он позвол ет измерить только общую концентрацию пыли без определени  размеров частиц и их дисперсного состава. Целью изобретени   вл етс  реализаци  возможности дисперсионного анализа . Данна  цель достигаетс  тем, что известный электрозар дный пьшемер, содержащий генератор, зар дную и соединенную электрическим выходом с синхронным детектором измерительную камеры ,, расположенные вдоль тракта аспиратора , дополнительно снабжен фазовращателем и акустическим излучателем, установленным в тракте аспиратора, обращенным в сторону измерительной камары, причем акустический излучатель соединен с генератором и через 1)азовращатель со вторым входом синхронного детектора, а измерительна  камера выполнена в виде катушки индуктивности . Сушность изобретени  состоит в том, что акустическа  волна раздел ет аэрозоль на две фракции: грубодисперсную , неподвижную относительно звуковых колебаний газа, и тонкодисперсную , колеблющуюс  вместе с газом Колебани  зар женных частиц относительно катушки индуктивности навод т в последней переменную ЭДС, цропорциональную фракционной концентрации. Кроме того, излучатель расположен на рассто нии vC от катушки, где V - скорость потока в тракте, f- врем  коагул ции в акустическом поле, что устран ет погрешность, св  занную с изменением дисперсного состава при коагул ции частиц звуком до момента измерени . На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого пылемера. Прибор состоит из зар дной 1 и из мерительной 2 камер, расположенных вдоль тракта 3 аспиратора, в котором установлен акустический излучатель 4, например пьезоэлектрический, соединенный с генератором 5 гармонического напр жени . Излучатель 4 обраще в сторону измерительной камерыо2, вы полненной в виде катушки 6 индуктивности , соединенной с синхронным де1 ектором 7, второй вход которого соединен через фазовращатель 8 с излучателем 4. Рассто ние от излучател  4 до катушки 6 выбрано из услови  t УТ,гдеу - скорость потока, V врем  коагул ции частиц в звуковом поле, и обозначено на чертеже. Исследуемый аэрозоль подаетс  в тракт 3 в направлении, указанном стрелкой. Частицы в зар дной камере 1 приобретают электрический зар д и перемеща сь в потоке к измерительной камере 2 облучаютс  звуковой волной от излучател  4 с частотой генератора 5. Колебаемый волной звука газ увлекает тонкую фракцию аэрозол  в колебательное движение, а грубодис- персна  фракци  в силу инерции не следует колебани м газа. Поток аэрозол  с колеблющимис  зар женными час тицами наводит в катушке 6 переменную ЭДС, величина которой служит мерой фракционной концентрации и регистрируетс  синхронным детектором 7. фазовращателем 8 обеспечивают синхро дазацию фаз звука с наведенным напр  3.4 жением. Измен   частоту звука, провод т в колебательное движение следующие фракции и по нескольким измерени м определ ют дисперсный состав частиц . В случае, если дисперсный состав части близок к монохроматическому, го используют фазовый метод разделе- }ш  на фракции, измер   переменное напр жение детектором 7 при различной разности фаз, вводимой фазовращателем 8. При определенных концентраци х аэрозол  в звуковом поле возможна коагул ци  чаатиц, ..однако врем  коагул ции составл ет дес тые доли секунды до единицы, поэтому., устанавлива  соответствуюшие скорости потока и рассто ние от излучател  4 до катушки 6, можно избежать погрешности, св занной с указанным эффектом. Таким образом, предложенное техническое решение позвол ет определить дисперсный состав частиц аэрозол  в широком диапазоне размеров и концентраций путем разделени  на две фракции звуковым полем и регистрации синхронной компоненты. Акустический сепаратор в известной схеме предназначен дл  колебани  частиц с индивидуальной амплитудой, тогда как в предлагаемом устройстве акустический излучатель использован по новому функциональному назначению, а именно, дл  разделени  всех частиц на две .фракции - колеблющихс  и неколеблюш 1хс  частиц. В известном устройстве использован индуктивный электрод,.эквивалентный катушке индуктивности, дл  регистрац и импульсов, созданных импульсной зар дкой группы частиц, тогда Как в предлагаемом пылемере катушка.индуктивности предназначена дл  регистрации синхронной гармонической компоненты колеблюшлхс  частиц, зар женных посто нным током. Формула изобретени  1« Электрозар дный . пылемер, содержаший генератор, зар дную и соединенную с синхронным детектором измерительную камеры, расположенные вдоль тракта аспиратора, отличающийс  тем, что, с целью возможности дисперсионного анализа.The invention relates to measuring instruments in aerosol mechanics in part of determining the concentration and distribution of particles in size and can be used for dispersive analysis while controlling the dustiness of the environment and technological processes. A dust meter is known that contains an acoustic emitter and a camera for recording the amplitude of oscillations of particles in a sound wave. In this dust meter, from photographs of tracks received at a number of frequencies of sound, particle sizes and concentration of oscillating fractions l are calculated. However, the processing of photographs is quite laborious. Closest to the proposed technical solution is an electric discharge dust meter containing a measuring chamber charged and connected by an electrical output to a synchronous detector, located along the aspirator path. The measuring chamber is provided with an electrode that covers the aspirator 2 path. A disadvantage of this slasher is that it allows to measure only the total concentration of dust without determining the size of the particles and their dispersed composition. The aim of the invention is the realization of the possibility of analysis of variance. This goal is achieved by the fact that the well-known electro-charge piezmer containing a generator, a charging and electrically connected measuring chamber with a synchronous detector, located along the path of the aspirator, is additionally equipped with a phase shifter and an acoustic radiator installed in the path of the aspirator, facing the measuring tube, the acoustic emitter is connected to the generator and after 1) the inverter with the second input of the synchronous detector, and the measuring chamber is made in the form of a coil ind ktivnosti. The invention is desiccated in that the acoustic wave divides the aerosol into two fractions: coarsely dispersed, motionless with respect to the sound vibrations of the gas, and finely dispersed, oscillating with the gas. In addition, the radiator is located at a distance vC from the coil, where V is the flow rate in the path, f is the coagulation time in the acoustic field, which eliminates the error associated with a change in the dispersed composition during the coagulation of particles with sound until the moment of measurement. The drawing shows a schematic diagram of the proposed dust meter. The device consists of charge 1 and measuring 2 chambers located along the path 3 of the aspirator, in which an acoustic emitter 4 is installed, for example a piezoelectric, connected to a harmonic voltage generator 5. The emitter 4 faces the measuring chamber 2, made in the form of an inductance coil 6 connected to a synchronous detector 7, the second input of which is connected through the phase shifter 8 to the emitter 4. The distance from the emitter 4 to the coil 6 is selected from the condition t UT, where - flow rate, V coagulation time of particles in the sound field, and is indicated in the drawing. The test aerosol is delivered to path 3 in the direction indicated by the arrow. The particles in the charge chamber 1 acquire an electrical charge and are transported in the flow to the measuring chamber 2 and are irradiated with a sound wave from the radiator 4 at the frequency of the generator 5. The oscillating sound wave pulls the fine fraction of the aerosol into oscillatory motion, and the coarse dispersion is due to inertia does not follow gas vibrations. An aerosol stream with oscillating charged particles induces a variable emf in coil 6, the value of which serves as a measure of fractional concentration and is recorded by a synchronous detector 7. phase shifter 8 provides for synchronization of sound phases with induced voltage. By varying the frequency of the sound, the following fractions are carried out in oscillatory motion, and the dispersed composition of the particles is determined by several measurements. If the dispersed composition of the part is close to monochromatic, the phase separation method is used in the fraction, the alternating voltage is measured by the detector 7 at various phase differences introduced by the phase shifter 8. At certain concentrations, aerosol in the sound field can coagulate However, the coagulation time is tenths of a second to a unit, therefore, by setting the appropriate flow rates and the distance from radiator 4 to coil 6, the error associated with this effect can be avoided. Thus, the proposed technical solution allows determining the dispersed composition of aerosol particles in a wide range of sizes and concentrations by dividing the sound field into two fractions and registering the synchronous component. Acoustic separator in the well-known scheme is designed to oscillate particles with individual amplitude, whereas in the proposed device the acoustic emitter is used for a new functional purpose, namely, to separate all particles into two fractions - oscillating and non-oscillating 1x particles. In the known device, an inductive electrode, equivalent to an inductor, is used for registration and pulses created by a pulsed charge of a group of particles, then, as in the proposed dust meter, a coil of inductance is designed to register a synchronous harmonic component of the oscillating particles charged by a constant current. Claim 1 "Elektrozar dny. a dust meter containing a generator, a charge chamber and a measuring chamber connected to a synchronous detector, located along the path of the aspirator, characterized in that, in order to enable analysis of variance. дополнительно снабжен фазовращателем и акустическим излучателем, устаиовленнь1м в тракте аспиратора, обращенным в сторону измерительной камеры , причем акустический излучатель соединен с генератором и через фазовращатель со вторым входом синхронного детектора, а измерительна  камера выполнена в виде катушки индуктивности .additionally equipped with a phase shifter and an acoustic emitter, installed in the aspirator path facing the measuring chamber, the acoustic emitter connected to the generator and through the phase shifter to the second input of the synchronous detector, and the measuring chamber is made in the form of an inductor. 2. Электрозар дный пылемер, отличающийс  тем, что излучатель расположен на рассто нии 1 vf от катушки, где V - скорость потока в тракте, ТГ - врем  коагул ции частиц в акустическом поле.2. An electric charge dust meter, characterized in that the emitter is located at a distance of 1 vf from the coil, where V is the flow rate in the path, TG is the time of coagulation of particles in the acoustic field. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Фукс Н. Л. Механика азрозолей. М., АН СССР, 1955, с. 92.1.Fuks NL Mechanics of Azozols. M., USSR Academy of Sciences, 1955, p. 92 2.Методы, приборы и систе контрол  произв.одствеййой среды. Межвузовский сборник- Л., ЛЭТИ, 1976, с. 5054 , 69-73 (прототип).2. Methods, instruments and systems for controlling the production environment. Interuniversity collection - L., LETI, 1976, p. 5054, 69-73 (prototype). XX
SU802894771A 1980-03-18 1980-03-18 Electrocharge dust meter SU890153A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802894771A SU890153A1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Electrocharge dust meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802894771A SU890153A1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Electrocharge dust meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU890153A1 true SU890153A1 (en) 1981-12-15

Family

ID=20882991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802894771A SU890153A1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Electrocharge dust meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU890153A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5296910A (en) Method and apparatus for particle analysis
JP4330307B2 (en) Method for measuring aerosol particles in gaseous samples
CA1245377A (en) Method and apparatus for detecting very small concentrations of gases or vapors in a gas mixture
EP0214769B1 (en) Aerosol particle charge and size analyzer
CA2154312C (en) Coriolis type mass flowmeter
US3413545A (en) Apparatus and method for determining aerosol particle concentration and particle size distribution
US6510727B2 (en) Arrangement for the quantitative and qualitative analysis of particles in gases
JP6327728B2 (en) Particle charging apparatus and particle classification apparatus using the apparatus
SU890153A1 (en) Electrocharge dust meter
US20050119836A1 (en) Method of measuring density properties of a particle distribution
JP2686358B2 (en) Charge amount distribution / particle size measuring device for charged particles
SU426716A1 (en) DEVICE FOR CONTACTLESS EXCITATION AND ULTRASOUND RECEPTION
JPS61501053A (en) Continuous thickness measuring device
DE882317C (en) Measuring device for oxygen analysis
SU913168A1 (en) Method of measuring aerosol dispersed phase concentration
JPH05164676A (en) Measuring apparatus of toner
US2718595A (en) Mass spectrometry
SU748192A1 (en) Method of determining volumetric concentration of aerosol dispersed phase
SU550560A1 (en) Device for measuring the dispersed composition of aerosols
RU2231771C1 (en) Method of measurement of concentration and fraction dispersed composition of aerosols and device for realization of this method
SU842494A1 (en) Device for measuring aerosol dispersion phase concentration
FI74351C (en) ANORDNING FOR THE MAINTENANCE OF PARTICULATE SAFETY WITH POWDER.
SU1283626A1 (en) Device for measuring internal friction of solids
Mizuno et al. Development of charge-to-radius ratio measuring apparatus for submicron particles
RU2395075C1 (en) Device for measuring concentration of aerosols