Устройство для регистрации частиц в газовом потоке

 

Изобретение относится к области контроля концентрации частиц в потоке газа Цель изобретения состоит в значительном повышении точности измерения концентрации частиц за счет жесткой фиксации частиц путем выполнения регистратора частиц в виде оптического Фурье-процессора, в котором в качестве выходного транспаранта используется движущаяся лента, на которую записывается информация о количестве частиц в газовом потоке Регистратор состоит из трех основных элементов. Устройство записи информации содержит источник высокого напряжения, отрицательный потенциал которого соединен с несколькими электродами коронного разряда, а положительный через скользящий контакт - -.с лентой о Частицы с помощью вентилятора просасываются через объем с отрицательным коронным разрядом, который образуется между электродами и лентой. При этом они заряжаются отрицательно и под действием кулоновских сил прилипают к положительно заряженной ленте Устройство считывания информации выполнено по схеме Фурье-процессора, в котором входным транспарантом является прозрачная для излучения источника движущаяся лента с прилипшими к ней частицами В выходной плоскости процессора образуется увеличеннное и четкое изображение теней частиц, которое попадает на линейку фотодиодов. С помощью электронного блока информация о количестве частиц считывается и записьгоается в счетчик частиц. Устройство стирания информации состоит из источника активированного излучения, под действием которого лента разряжается и частицы отсоединяются от ленты , 1 йл, i (Л оо sl О5 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (504 G 01 М 21 85

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4045269/24-25 (22) 28,03.86 (46) 29.02.88. Бюл. № 8 (72) B.Ê.Àðöûáàøåâ и О.Т.Вавилов (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹. 479997, кл. 6 01 М 15/02, 1975, Патент Франции ¹ 2178352, кл. G 01 М 15/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ РЕГИСТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к области контроля концентрации частиц в потоке газа. Цель изобретения состоит в значительном повышении точности измерения концентрации частиц за счет жесткой фиксации частиц путем выполнения регистратора частиц в виде оптического Фурье-процессора, в котором в качестве выходного транспаранта используется движущаяся лента, на которую записывается информация о количестве частиц в газовом потоке. Регистратор состоит из трех основных элементов.

Устройство записи информации содержит источник высокого напряжения, отрица-. тельный потенциал которого соединен

„„SU, 1377689 А1 с несколькими электродами коронного разряда, а положительный через скользящий контакт — .с лентой. Частицы с помощью вентилятора просасываются через объем с отрицательным коронным разрядом, который образуется между электродами и лентой. При этом они заряжаются отрицательно и под действием кулоновских сил прилипают к

1) 11 положительно заряженной ленте. Устройство считывания информации выполнено по схеме Фурье-процессора, в котором входным транспарантом является прозрачная для излучения источника движущаяся лента с прилипшими к ней частицами. В выходной плоскости про- а цессора образуется увеличеннное и четкое изображение теней частиц, которое попадает на линейку фотодиодое.

С помощью электронного блока информация о количестве частиц считывается и записывается в счетчик частиц. Устрой- 2 ство стирания информации состоит из источника активированного излучения, под действием которого лента разряжа- (;,ф ется и частицы отсоединяются от лен- ф ) ты. 1 ил. 3

1377689

Изобретение относится к контролю .и измерению запыленности, а именно к устройствам для определения концентрации частиц в газовом потоке, и может быть использовано для измерения концентрации пыли в помещениях, например, с электронным оборудованием.

Цель изобретения — повышение точности измерений. 10

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для фиксации частиц содержит высоковольтный выпрямитель 1 и электроды 2 и 3 коронного разряда, 15 замкнутую ленту 4 транспаранта, нагнетатель 5, источник 6 излучения, расширитель 7 излучения из диафрагмы, сопряженной с линзой, блок 8 из двух оптически сопряженных между собой 20 линз, приемник 9 излучения в виде линейки фотодиодов, соединенной с измерительной схемой, состоящей иэ блока 10 считывания и счетчика 11, устройство для удаления частиц, содержащее источник 12 фотоактиничного излучения, например ртутную лампу, оптически связанный через линзу 13 с лентой 4 транспаранта. Лента 4 приводится в движение лентопротяжным механизмом 14 с ведущим 15 и установлена на опорных роликах 16, 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Воздушный поток направляется нагие-35 тателем 5 к области расположения электродов 2 и 3 устройства фиксации частиц, При этом к электродам 2 и 3 от выпрямителя I подается высокое напряжение. Частицы пыли за счет ку- 40 лоновых сил прилипают к ленте 4 транспаранта и переносятся лентой в оптическую систему.

Оптический Фурье-процессор работает следующим образом. Пучок света от 45 источника 6 излучения, пройдя расширитель 7 пучка излучения, преобразуется в параллельный пучок света, который считывает информацию,,записанную на транспаранте. Для более ясного понимания работы Фурье-процессора необходимо последовательно рассмотреть процесс записи и считывания информации.

Процесс записи информации заключаетIl п ся в прилипании твердых частиц к прозрачной для источника излучения замкнутой ленте 4, которая снабжена лентопротяжным механизмом 14. "Прилипание твердых частиц к ленте происходит вследствие заряда их и ленты с помощью коронного разряда зарядами противоположного знака. Таким образом к участку ленты площадью S в единицу времени прилипает" п частиц.

Так как лента снабжена лентопротяжным механизмом, то она перемещается и через некоторое время ее участок площади S достигает области, где на него падает параллельный пучок света.

Здесь освещенный участок ленты площади S является входным транспарантом

Фурье-процессора. Начинается процесс считывания. Он заключается в просаечивании транспаранта и получений в фокальной плоскости оптической системы изображения транспаранта. В предлагаемом устройстве изображение имеет вид освещенного участка площади S, в который вкраплены темные точки, являющиеся тенями от твердых частиц, находящихся на входном транспаранте, Так как в фокальной плоскости находится линейка фотодиодов, а лента находится в движении, то тени от частиц также перемещаются, и всегда наступает такой момент, когда тень от частицы совмещается с каким-.либо фотодиодом линейки 9 и с этого фотодиода в блок 10 считывания поступает сигнал о наличии частиц, которые считает счетчик 11.

Для удаления частиц с ленты 4 транспаранта устройство снабжено источником 12 фотоактиничного излучения, оптически связанным через линзу .3 с лентой 4 транспаранта. В качестве фотоактиничного излучения можно использовать излучение ртутной лампы. При засветке ленты с нанесенными на нее частицами фотоактиничным излучением вследствие фотопроводимости некоторая часть электростатических зарядов комI пенсируется. Это ослабляет электростатические силы взаимодействия между частицами и лентой. Частицы под действием силы тяжести отсоединяются от ленты.

Повышение точности измерений свя-. зано в устрбйстве с жесткой фиксацией частиц на ленте транспаранта и соответственно отсутствием искажений, связанных со свободным движением частиц через измерительный объем. Кроме того, устройство может использоваться не только как средство измерения запыленности, но и как устройство для

1377689 очистки воздушных объемов, например производственных помещений от пыли.

Ф о р м у л а и з обретения

Устройство для регистрации частиц в газовом потоке, содержащее источник излучения, оптически связанный через оптическую систему с приемником излучения, соединенным с измерительной схемой, а также нагнетатель,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит устройство для фиксации частиц и устройство для удаления частиц, оптическая система выполнена в виде оптического

Фурье-процессора, включающего последовательно расположенные оптически связанные между собой расширитель пучка, транспарант и блок из двух оптически сопряженных между собой линз, оптически связанный с приемником излучения, выполненным в виде линейки фотодиодов, причем расширитель 25 пучка оптически связан с источником излучения, а транспарант представляет собой прозрачную для излучения источника замкнутую ленту, снабженную лентопротяжным механизмом, при этом устройство для фиксации частиц выполнено в виде электродов коронного разряда, закрепленных в блоке из диэлектрика и образующих систему игл, расположенных перпендикулярно плоскости ленты транспаранта по ходу воздушного потока от нагнетателя и соединенных с одним из полюсов высоковольтного выпрямителя, устройство для удаяения частиц выполнено в виде источника фотоактиничного излучения, оптически связанного с лентой транспаранта, причем нагнетатель и устройство для фиксации частиц расположены до оптической системы по ходу движения ленты транспаранта, а устройство для удаления частиц — после оптической системы по ходу движения ленты транспаранта.