SU1548714A1 - Device for measuring mass concentration of aerosols - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  контрол  параметров аэрозолей и может быть использовано в машиностроении и других отрасл х промышленности. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет автоматического учета плотности частиц аэрозол . Устройство содержит установленные по потоку аэрозол  зар дную, отклон ющую и измерительную камеры, а также блок питани , выход которого соединен с зар дной камерой, генератор переменного напр жени , выход которого соединен с отклон ющей камерой, избирательный усилитель, вход которого соединен с измерительной камерой, блок индикации, линию задержки, вход которой соединен с выходом генератора переменного напр жени , а выход - с управл ющим входом фазового детектора. Вход последнего соединен с выходом избирательного усилител  и с входом амплитудного детектора, а выход - с вторым входом блока умножени , первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - с входом блока индикации. 1 ил.The invention relates to a measurement technique, is intended to control the parameters of aerosols, and can be used in mechanical engineering and other industries. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by automatically taking into account the density of aerosol particles. The device contains flow-charged, deflecting and measuring chambers, as well as a power supply unit, the output of which is connected to the charging chamber, an alternating voltage generator, the output of which is connected to the deflection chamber, a selective amplifier, the input of which is connected to the measuring chamber , the display unit, the delay line, the input of which is connected to the output of the alternating voltage generator, and the output to the control input of the phase detector. The input of the latter is connected to the output of the selective amplifier and to the input of the amplitude detector, and the output to the second input of the multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the amplitude detector, and the output to the input of the display unit. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  контрол  параметров аэрозолей и может быть использовано в машиностроении и других отрасл х промышленности .The invention relates to a measurement technique, is intended to control the parameters of aerosols, and can be used in mechanical engineering and other industries.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет автоматического учета плотности частиц аэрозол .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by automatically taking into account the density of aerosol particles.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит установленные последовательно по потоку аэрозол  зар дную 1, отклон ющую 2 и измерительную 3 камеры, а также блок 4 питани , выход которого соединен с зар дной камерой 1, генератор 5 переменного напр жени , выход которого соединен с отклон ющей камерой 2, избирательный усилитель 6, вход которого соединен с измерительной камерой 3, блок 7 индикации, линию 8 задержки, вход которой соединен сThe device contains a series 1 downstream aerosol charge 1, a deflecting 2 and a measuring 3 chambers, as well as a power supply unit 4, the output of which is connected to the charge chamber 1, an alternating voltage generator 5, the output of which is connected to the deflection chamber 2, selective the amplifier 6, the input of which is connected to the measuring chamber 3, the display unit 7, the delay line 8, the input of which is connected to

елate

4four

0000

JJ

выходом генератора 5 переменного напр жени , а выхол - с управл ющим вхо- flOM фазового детектора 9 вход которого соединен с выходом избирательного усилител  бис входом амплитуд- Його детектора 10, а выход - с вторым входом блока 11 умножени , первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 10, а выход - jc входом блока 7 индикации. I Устройство работает следующим образом.the output of the alternating voltage generator 5, and the output from the control input of the phase detector 9 whose input is connected to the output of the selective amplifier bis to the input of the amplitude detector 10, and the output to the second input of the multiplication unit 11, the first input of which is connected to the output amplitude detector 10, and the output - jc input unit 7 of the display. I The device works as follows.

Блок I питани  вырабатывает напр - :ение, которое прикладываетс  к за-  дной камере 1 „ Под действием этого апр жени  в пространстве зар дной амеры 1 образуетс  объемный зар д |проход  через зону которого, частицы потока аэрозол  приобретают зар д, пропорциональный их размеру, т.е. используетс  диффузионный режим аэрозольных частиц. The power supply unit I generates a direction:: the flow that is applied to the rear chamber 1. Under the action of this ap- plication, in the space of the charge chamber 1, a volume charge is formed | passage through the zone of which, the aerosol flow particles acquire a charge proportional to their size, those. diffusion regime of aerosol particles is used.

еe

ГR

Затем поток аэрозол  поступает |в отклон ющую камеру 2. Под действи- м переменного электрического пол , которое создаетс  при приложении к отклон ющей камере 2 напр жени , вырабатываемого генератором 5 перемен- ного напр жени , зар женные частицы аэрозол  приобретают поперечную оси потока аэрозол  составл ющую скорости . Однако эта скорость приобретаетс  не мгновенно, а определ етс  инер ционными свойствами частиц аэрозол , т.е. временем релаксации частиц аэрозол , которое пропорционально плотности частиц. The aerosol stream then enters the deflecting chamber 2. Under the action of an alternating electric field, which is created when a voltage applied by the alternator 5 is applied to the deflecting chamber 2, the charged aerosol particles acquire the transverse axis of the aerosol stream. speed. However, this speed is not acquired instantaneously, but is determined by the inertial properties of aerosol particles, i.e. the relaxation time of aerosol particles, which is proportional to the density of the particles.

Частота изменени  зар да частиц в потоке аэрозол , вызванна  переменны электрическим полем в отклон ющей камере 2, а следовательно, и напр жение , наводимое зар женными части- цами аэрозол  на измерительной камере 3, имеют фазу, отличную от фазы напр жени , вырабатываемого генератором 5 переменного напр жени , причем разность фаз Дц этих напр жений пропорциональна времени релаксации частиц аэрозол . Напр жение, наводимое зар женными частицами потока аэрозол  на измерительной камере 3. считываетс  избирательным усилителем 6, который осуществл ет необходимое масштабирование сигнала и его частотную фильтрацию, что позвол ет уменьшить вли ние помех, вызванных флукThe frequency of change in the charge of particles in the aerosol flow, caused by alternating electric fields in the deflecting chamber 2, and consequently, the voltage induced by the charged aerosol particles on the measuring chamber 3, has a phase different from the voltage generated by the generator 5 alternating voltage, and the phase difference dc of these voltages is proportional to the relaxation time of the aerosol particles. The voltage induced by the charged particles of the aerosol flow on the measuring chamber 3. is read by a selective amplifier 6, which performs the necessary scaling of the signal and its frequency filtering, which reduces the influence of interference caused by the noise.

00

5five

00

5 0 5 5 0 5

00

5 о 5 o

5five

туацией текущей концентрации аэрозол  и внешними наводками.current concentration of aerosol and external interference.

С выхода избирательного усилител i 6 напр жение поступает на входы фазового и амплитудного 10 детекторов.На управл ющий вход фазового детектора Э через линию 8 задержки подаетс  напр жение, вырабатываемое генератором 5 переменного напр жени . Лини  8 задержки позвол ет учесть запаздывание фазы напр жени  за врем  прохождени  частиц аэрозол  от отклон ющей камеры 2 до измерительной камеры 3.From the output of the selective amplifier i 6, the voltage goes to the inputs of the phase and amplitude 10 detectors. The control input of the phase detector E through the delay line 8 is supplied with the voltage produced by the alternating voltage generator 5. Line 8 of the delay allows to take into account the delay of the voltage phase during the passage of aerosol particles from the deflecting chamber 2 to the measuring chamber 3.

Фазовый детектор 9 измер ет разность фаз между напр жением, вырабатываемым генератором 5 переменного напр жени  (с учетом времени запаздывани ) , и напр жением с выхода избирательного усилител  6 Л If Амплитудный детектор 10 измер ет суммарный зар д частиц аэрозол , который пропорционален их среднему размеру (радиусу ) .The phase detector 9 measures the phase difference between the voltage produced by the alternating voltage generator 5 (taking into account the lag time) and the voltage from the output of the 6L If selective amplifier. The amplitude detector 10 measures the total charge of the aerosol particles, which is proportional to their average size (radius).

tt

Сигналы с выхода фазового детектора -9 и с выхода амплитудного детектора 10 поступают на входы блока 11 умножени , который осуществл ет операцию перемножени  этих двух сигналов . Напр жение на выходе перемножител  11 пр мо пропорционально массовой концентрации к плотности аэрозол  и регистрируетс  блоком 7 индикации . The signals from the output of the phase detector -9 and from the output of the amplitude detector 10 are fed to the inputs of multiplication unit 11, which performs the operation of multiplying these two signals. The voltage at the output of the multiplier 11 is directly proportional to the mass concentration to the density of the aerosol and is recorded by the display unit 7.

Claims (1)

Формула из о б р е т е н и  Formula of abbreviations Устройство дл  измерени  массовой концентрации аэрозолей, содержащее последовательно установленные по потоку аэрозол  зар дную, отклон ющую и измерительную камеры, а также блок питани , генератор переменного напр жени  и блок индикации, причем выход блока питани  соединен с зар дной камерой, а выход генератора переменного напр жени  подключен к отклон ющей камере, о т- л и ч а ющее- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет автоматического учета плотности частиц аэрозол , устройство дополнительно снабжено избирательным усилителем, линией задержки, фазовым и амплитудным де текторами и блоком умножени , причем вход избирательного усилител  подключен к измерительной камере, а его выход соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, выход генератора переменного напр жени  подключен через линию задержки к управл ющему входу фазового детектора, выход амплитудного детектора соединенA device for measuring the mass concentration of aerosols containing charge-forming, deflecting and measuring chambers sequentially installed along the flow of aerosols, as well as a power supply unit, an alternating voltage generator and a display unit, the output of the power supply unit connected to the charging chamber, and connected to a deflecting chamber, about t-l and often, so that, in order to improve measurement accuracy by automatically taking into account the density of the aerosol particles, the device is additionally equipped with a selector phase delay and amplitude detectors and a multiplier unit, the input of the selective amplifier is connected to the measuring chamber, and its output is connected to the amplitude and phase detector inputs, the output of the alternating voltage generator is connected via a delay line to the control input of the phase detector the output of the amplitude detector is connected с первым входом блока умножени , второй вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход - к блоку индикации.with the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the phase detector, and the output - to the display unit. -о-about