Устройство для измерения зарядов частиц порошков

 

Использование: изобретение относитсл к испытательной технике и может быть использовано для измерения электризации частиц в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: повышение чувствительности и автоматизации измерений зарядов отдельных частиц порошков методом, основанным на измерении координаты оседания частиц в электрическом поле, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измере

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 29/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919540/21 (22) 18.03.91 (46) 23.05.93. Бюл.N 19 (71) Институт физической химии AH СССР (72) Н.С,Михович, B,Н,Корпусов, В,М,Муллер, Ю.П.Топоров и M.Ë.Øåøèíà (56) Красногорская Н.В. "Электричество нижних слоев атмосферы и методы его измерения, Л., Гидрометиздат", 1972, с.324.

КитаевА.В., Алейникова И,Н., Котляровская Г.Г., Пронин B,А, Новости медицинской техники, Труды ВНИИ медицинского обору.дования, вып.3, 1965, с.143, ЫЛ 1817043 Al (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 3АРЯДОВ ЧАСТИЦ ПОРОШКОВ (57) Использование; изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения электризации частиц в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: повышение чувствительности и автоматизации измерений зарядов отдельных частиц порошков методом, основанным на измерении координаты оседания частиц в электрическом поле, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измере1817043 (2) 20 откуда

tl=bl/Vs. ния заряда частиц порошков, содержащее корпус 1, осадительные электроды 2, на которых крепятся предметные стекла 3, дополнительно содержит узел формирования плоских световых горизонтальных полей, мноИзобретение относится к испытательной технике. в частности к устройствам для измерения электрических свойств порошков. Может быть использовано в химической и пищевой промышленности, а также в технологии строительных материалов для измерения электризации частиц порошков в технологических процессах, Цель изобретения — повышение чувствительности и обеспечения автоматизации измерений заряда отдельных частиц при использовании способа, основанного на определении координаты оседания частиц в электрическом поле.

Пример конкретного выполнения

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит следующие основные узлы; вертикальную камеру-корпус 1, осадительные электроды 2, на которых с помощью специальных держателей крепятся предметные стекла 3, узел формирования плоских световых полей, включающий источник света 4. щелевые диафрагмы 5 и зеркала 6, систему фотоприемников ФЭУ 7.

Основное отличие предлагаемого устройства от прототипа — это наличие в нем узла, с помощью которого плоский пучок света последовательно пересекает рабочий объем измерительной камеры в горизонтальной плоскости, проходя через прорези между электродами, заполненными оптически прозрачным материалом (стеклом).

Заряд частицы в данном устройстве определяется по координате оседания падающих со скоростью седиментации частиц в поле конденсаторов. 8ыведем формулу для расчета заряда частицы.

Уравнение движения заряженной частицы массой m в направлении электрического поля имеет следующий вид:

m = q E — 3 лр 0 Ч, (1)

dV

dt где V — скорость частицы, ц — заряд частицы, Š— напряженность электрического поля в конденсаторе. ,и — вязкость воздуха, 0 — диаметр частицы. гократно пересекающих обьем измерительной камеры, и ряд фотоприемников 7, фиксирующих пролет осаждаемых частиц через световые поля. 1 ил.

Решая уравнение (1) при начальном условии t=0, V=O, находим горизонтальную составляющую скорости частицы;

V(t) = (1 — е ), где г = 3 0 — BpeM релаксации

Злр 0

10 Частица осядет на один из электродов, когда она пройдет в горизонтальном направлении за некоторое время t, путь, равный полуширине измерительного отсека h.

Интегрируя выражение (2) по t от 0 до tl, 15 получаем

h = q f ti — г(1 — е т )), (3) 8ремя t определяется из соотношения где Vs — скорость седиментации частицы, bt — координата центральной горизонтальной линии

i-го предметного стекла, на которое оседает частица, Таким образом, для определения заряда частицы, используя формулы (4) и (5), необходимо знать координату оседания частицы (предметное стекло). скорость седиментации и диаметр частицы. Предлагаемое устройство позволяет получить эти данные.

Устройство работает следующим образом. Измеряемая частица поступает через входное отверстие в конденсатор (измерительный отсек), образованный двумя осадительными электродами. 8ходное отверстие представляет собой узкую щель, и частица через нее поступает в измерительный отсек по плоскости симметрии конденсатора. Падающая в измерительном отсеке частица проходит горизонтальные пучки света. При этом

1817043 рой неопределенности в определении координаты оседания частицы. Считается, что эта координата соответствует центральной горизонтальной линии стекла, на которое оседает частица, Эта погрешность может быть снижена уменьшением расстояния между пучками света. Кроме того, остается возможность точно определить координату. просмотрев предметное стекло, на которое частица высадилась.

Формула изобретения

Составитель Ю.Топоров

Техред М,Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 1721 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 на выходе ФЭУ, регистрирующих рассеянный частицей свет, появляются электрические импульсы. Частица будет пересекать пучки света до тех пор, пока не осядет на одном из предметных стекол осадительного 5 электрода.

По количеству зарегистрированных электрических импульсов может быть вычислено предметное стекло, на которое осадилась частица, а следовательно, и координата ее осе- 10 дания. Измерение интервала времени между импульсами позволяет определить скорость седиментации, а далее по известной зависимости и размер частицы. (Знак заряда частицы может быть установлен по характеру 15 изменения амплитуды электрических импульсоs, регистрируемых ФЭУ, или путем после, дующего просмотра предметных стекол на уровне оседания), Таким образом, предлагаемоеустройст- 20 во позволяет определить заряд. размер и знак заряда отдельной частицы по методу осаждения ее в электрическом поле, что дает возможность повысить чувствительность измерений, а также автоматизировать обра- 25 ботку данных(количество электрических импульсов и частота их следования) с помощью мини-ЭВМ, связав ее через соответствующий интерфейс с предлагаемым устройством. 30

Основная погрешность при определении заряда частицы возникает из-эа некотоУстройство для измерения зарядов частиц порошков, содержащее камеру, в которой размещены два вертикальных электрода, на каждом из которых укреплено и предметных стекол, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и обеспечения автоматизации измерений заряда отдельных частиц, оно снабжено узлом формирования плоских световых горизонтальных полей, включающим источник света и оптически связанные с ним через щелевые диафрагмы, расположенные соосно в прорезями в электродах, заполненными оптически прозрачным изолирующим материалом, 2п зеркал, а также и фотоприемников, выходы которых подключены к блоку обработки сигналов., причем фотоприемники расположены на стенке, перпендикулярной электродам и смещены от оси камеры,