Устройство для контроля концентрации озона

(51) 01 27/70 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ обеспечивающего высокую точность и надежность контроля. Достигаемым техническим результатом будет высокая точность контроля, достоверность и надежность результатов при простоте конструкции и удобстве работы. Технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства, содержащего коронирующий и внешний электроды, между которыми создается отрицательный коронный разряд, в предлагаемом изобретении внешний электрод в виде металлической сетки выполнен в форме цилиндра, в котором осесимметрично расположен коронирующий электрод в виде микропроволоки.(72) Бахтаев Шабден Абуович Сыдыкова Гульнар Кудайбергеновна Ордабаев Болат Баймуханович Коджабергенова Асемкуль Кунтуаровна(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОЗОНА(57) Изобретение может быть использовано в озонотехнике и при озонной обработке бытовых служебных и производственных помещений. Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для контроля озона, 24730 Изобретение может быть использовано в озонотехнике и при озонной обработке бытовых,служебных и производственных помещений. Известно устройство, реализующее способ для контроля концентраций озона, основанный на модели влияния примеси озона в воздухе на частоту импульсов Тричеля ( М.. ., 1987, .113-122). В данной работе проведена аналитическая модель движения отрицательно заряженных ионов во внешней зоне отрицательного коронного разряда в воздухе. На этой основе этой модели получена зависимость частоты импульсов Тричеля от концентрации озона в воздухе. Между тем, в этом способе контроля озона не учтено влияние на результаты измерения несущей частоты импульсов Тричеля, которая в первую очередь зависит от значения радиуса кривизны коронирующего электрода, а также не оговорены меры, которые приняты для стабилизации разрядных параметров промежутка с целью повышения точности контроля концентрации озона. Поэтому данный способ не обеспечивает достаточную точность измерения, надежность и достоверность полученных результатов. Наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующее способ контроля озона, которое, в отличие от известного содержит стабилизатор тока в цепи разрядного тока и амплитудный дискриминатор в измерительной цепи,служащий для исключения несущей частоты импульсов Тричеля. (предпатент РК 8711, кл. 01 27/70, С 01 В 13/00). Между тем, в этом устройстве не учитывается существующая зависимость амплитуд импульсов Тричеля от концентрации озона, что влияет, в конечном итоге,на результаты измерения. Кроме того, доступ воздуха в устройство затруднен из-за возникающего в устройстве электрического ветра при достаточном разрядном токе. Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для контроля озона,обеспечивающего высокую точность и надежность контроля. Достигаемым техническим результатом будет высокая точность контроля, достоверность и надежность результатов при простоте конструкции и удобстве работы. Задача решается тем, что в отличие от известного устройства,содержащего коронирующий и внешний электроды, между которыми создается отрицательный коронный разряд, в предлагаемом изобретении внешний электрод в виде металлической сетки выполнен в форме цилиндра, в котором осесимметрично расположен коронирующий электрод в виде микропроволоки. В прототипе в основу контроля озона и определение его концентраций в воздухе положена существующая зависимость частоты импульсов Тричеля от количества примесей в воздухе, причем для исключения несущей частоты импульсов Тричеля используется амплитудный дискриминатор в измерительной цепи устройства, который,ограничивая по амплитуде и отсекая импульсы 2 Тричеля несущей частоты, пропускает для измерения только такие импульсы, которые являются результатом электронных лавин второго эшелона, возникающие на границе коронирующего слоя разряда. Теперь в процессе измерения будут принимать участие только те импульсы Тричеля,которые образовались от вторичных электронных лавин в коронирующем слое разряда. Между тем, в прототипе не учитывается влияние концентраций озона на амплитуды импульсов Тричеля, которое оказывается одного порядка с влиянием озона на частоту импульсов. Из-за разрядного тока достаточной величины, в устройстве возникает электрический ветер,затрудняющий свободному входу воздуха в устройство. Таким образом, чувствительность контроля озона данным устройством не всегда удовлетворяет требованиям к точности определения концентраций озона в атмосферном воздухе в помещениях. Главным отличием предлагаемого устройства от прототипа является то, что коронный разряд между электродами находится в ждущем режиме, когда разрядный ток не превышает 1 мкА. В этом случае,импульсы Тричеля несущей частоты отсутствуют,но могут появляться одинокие импульсы из-за микронеровностей на поверхности коронирующей проволоки. Ввиду того, что электрические импульсы,появляющиеся на нагрузке измерительной цепи являются следствием электронных лавин, которые возникают в узкой области, вблизи коронирующего электрода, то при появлении молекул озона процессы образования электронных лавин проходят более интенсивно,причем их интенсивность зависит от концентрации озона. Для того, чтобы учесть одновременно зависимости частоты и амплитуды импульсов от концентрации озона используется интегрирующая цепочка с электронным вольтметром постоянного тока. Кроме того, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает свободный доступ воздуха извне, так как при малом разрядном токе электрический ветер намного ослаблен. Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого устройства как изобретения, позволяет существенно повысить точность измерения и получить надежные результаты при контроле концентрации озона в воздухе. Устройство,осуществляющее контроль концентрации озона, представляет собой электроды в виде сеточного металлического цилиндра (5-10 мм) и натянутой по ее оси микропроволоки из вольфрама (50-100 микрон), на которую подается постоянное напряжение отрицательной полярности(5-10 кВ). Для создания ждущего режима разряда как обычно, используется балластное сопротивление достаточной величины (до 100 мОм), а к внешнему электроду подключаются нагрузочное сопротивление и интегрирующая цепь с электронным вольтметром постоянного тока. На фиг., представлена функциональная схема устройства для контроля концентрации озона. Предлагаемое устройство содержит корпус из диэлектрического материала 1, четыре пластины также из изоляционного материала 2 для крепления сеточного электрода 3 и коронирующий электрод в виде микропроволоки из вольфрама 4. Коронирующий электрод соединен через балластное сопротивлениес блоком питания 5. Внешний электрод 3 заземляется через нагрузочное сопротивление 2, к которому подсоединены интегрирующая цепочка 3 и электронный вольтметр постоянного тока 6. Устройство работает следующим образом. При подаче достаточно высокого напряжения отрицательной полярности на микропроволоку,между ней и цилиндром возникает униполярный разряд в импульсном режиме (импульсы Тричеля),что характерно для отрицательной короны с микропроволоки (Бахтаев Ш.А. Коронный разряд на микропроводах. Алма-Ата, Наука, 1984, с.208) Для достижения ждущего режима коронного разряда при данных геометрических параметрах электродов(цилиндр-10 мм, длина-20 мм, микропроволока-50 микрон) регулируют высокое напряжение устанавливая разрядный ток не более 1 мкА. В связи с отсутствием калиброванного генератора озона градуировка шкалы выходного прибора по концентрации озона не была выполнена. Между тем, испытания и контрольные измерения предлагаемого устройства были произведены с помощью малогабаритного озонатора с диапазоном выхода озона от 2 до 10 мг в час при атмосферном давлении. Испытания показали, что предложенное устройство имеет высокую чувствительность к озону (до 0,1 мг/мВ) и может быть использовано как контрольный прибор в производственных помещениях. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для контроля концентраций озона,содержащее коронирующий и внешний электрод,между которыми создается отрицательный коронный разряд, отличающееся тем, что внешний электрод в виде металлической сетки выполнен в форме цилиндра, в котором осесимметрично расположен коронирующий электрод в виде микропроволоки.