Спосіб визначення фізичних параметрів мікрочастинок середовища

Спосіб визначення фізичних параметрів мікрочастинок середовища, який включає реєстрацію Винахід стосується ГІГІЄНИ, зокрема, вимірювань дисперсності мікрочастинок, і може бути використаний у лабораторних дослідженнях для оцінки запиленості середовища Відомий спосіб визначення фізичних параметрів мікрочастинок середовища, який включає реєстрацію світлового потоку при його проходженні через заповнену середовищем оптично прозору замкнену камеру [1] Відомий спосіб базується на вимірюванні змін оптичної густини досліджуваного середовища під впливом мікрочастинок Недоліком відомого способу є недостатній рівень інформативності і точності, оскільки ним не передбачено визначення розміру і КІЛЬКОСТІ мікрочастинок В основу винаходу поставлено завдання вдосконалити відомий спосіб визначення фізичних параметрів мікрочастинок середовища, в якому шляхом введення додаткового елементу реєстрації досягають підвищення інформативності і точності дослідження При вирішенні технічного завдання було враховано те, що мікрочастинки осідають на будь-яку поверхню з різною швидкістю в залежності, перш за все, від їх розмірів і маси Інші параметри частинок у даному контексті не мають суттєвого значення Виходячи з цього, на поверхню, що рухається, у кожний конкретний проміжок часу осідатимуть частинки різної дисперсності У ВІДПОВІДНОСТІ до формули 1=4 5qS/r2ug де t - час, q - вязкість середовища, S - шлях, який пройде частинка за встановлений час, г світлового потоку при його проходженні через заповнену середовищем оптично прозору замкнену камеру, який відрізняється тим, що додатково одночасно реєструють КІЛЬКІСТЬ та розміри мікрочастинок на рухомій прозорій пластині, встановленій на дні оптичної камери, причому пластину переміщують у горизонтальній площині дискретно впродовж 1 - 1 0 0 хвилин, а отримані результати зіставляють з даними вимірювань світлового потоку за ВІДПОВІДНІ інтервали часу радіус частинки, u - питома вага частинки, g - сила земного тяжіння, час осідання частинок з різними розмірами при однаковій масі буде різний Визначення часу седиментації досліджуваних фракцій пилу та часу реєстрації фотометричних досліджень здійснюють за допомогою формули 1 Як випливає з формули 2 rd=V4 5qSd/ugtx, за час ^відстань Sd від верхньої частини камери до ділянки "d" буде пройдено частинками радіусом Г і Аналогічна ситуація для частинок радіусом гс та с гь, які за час t x в процесі осідання пройдуть шлях ScTa Sb від верхньої ділянки камери до ВІДПОВІДНИХ ДІЛЯНОК "с" та "Ь" Отже по закінченні часу t x у ДІЛЯ НЦІ "Ь" будуть частинки розміром гь у ДІЛЯНЦІ "С" частинки розміром гь і гс , а в ДІЛЯНЦІ "d" частинки розміром гь , гс, га В звязку з тим, що до наступления часу t x на пластину осідатимуть фракції пилу, які не беруться до уваги, дослідження мають розпочинатись з наступлениям часу t x Виходячи з наведених міркувань, поставлене завдання вирішують тим, що у відомому способі визначення фізичних параметрів мікрочастинок середовища, який включає реєстрацію світлового потоку при його проходженні через заповнену середовищем оптично прозору замкнену камеру, ВІДПОВІДНО до винаходу додатково одночасно реєструють КІЛЬКІСТЬ та розміри мікрочастинок на рухомій прозорій пластині, встановленій на дні оптичної камери, причому пластину переміщають у горизонтальній площині дискретно впродовж 1 100 хвилин, а отримані результати зіставляють з даними вимірювань світлового потоку за ВІДПОВІДНІ ю (О 47675 концентрацій цих фракцій, побудований на основі інтервали часу обчислень результатів мікроскопічних досліджень Перелік фігур креслень (фіг 3) Надалі концентрацію даного виду пилу у Фіг 1 Пристрій для визначення фізичних паповітрі визначають за інтенсивністю поглинання раметрів мікрочастинок середовища світла аерозолем шляхом співставлення графіків 2 Фіг 2 Графік вагових концентрацій пилу у різні і 3 (фіг 2,3) проміжки часу Фіг 3 Графік інтенсивності поглинання світла Приклад 1 Проведено дослідження концентаерозолем у різні проміжки часу рації та дисперсного складу пилу в повітрі робочої зони електрозварювальної ДІЛЬНИЦІ Концентрація Спосіб здійснюють таким чином Через вхідний зварювальних аерозолей у повітрі робочої зони за і вихідний патрубки 6, 7 (фіг 1) камеру 1 з оптично даними гравіметричних досліджень складала прозорими стінками 2, встановлену на рухомій 3 6мг/м Вимірюванню підлягали фракції розміром пластині 3 заповнюють досліджуваним аерозолем , після чого патрубки 6,7 перекривають і про0 5 - 1мкм, 1 1 - 2 Омкм, 2 1 - 3 Омкм Спочаткуводять заміри поглинання світла джерела 4, при провели контрольні заміри інтенсивності поглипроходженні його через ділянку "d" до фотоприйнання світла камерою , яка не була заповнена аемача 5 Після ЦЬОГО очікують ВІДПОВІДНИЙ , розрарозолем Потім через патрубки камеру заповнили хований по формулі (1) час t x для того, щоб з аеаерозолем повітря робочої зони зварювальної розолю випали в осад частинки пилу, які ДІЛЬНИЦІ ВІДПОВІДНО до розрахунків, проведених за перевищують розмір частинок досліджуваних фраформулою 1, було встановлено, що інтервал часу, кцій, і проводять фотометричним методом заміри за який пилові частинки розміром понад Змкм попоглинання світла аерозолем та пересовують рувністю осядуть на пластину, складає 117с При хому пластину у площині, перпендикулярній до розрахунках було прийнято, що питома вага пилонапрямку руху частинок на відстань, яка дорівнює вих частинок складає 7,87г/см3, густина повітря величині поперечного перерізу камери 1 Аналогі1 81 10 5 кг/(мс) Через 117с після заповнення качні дії виконують через встановлені по формулі (1) мери аерозолем на відстань, яка відповідає велипроміжки часу необхідні для седиментації дослічині перерізу камери, була пересунута рухома джуваних фракцій пилу Після ЦЬОГО проводять пластина, на яку почали осідати фракції пилу Вимікроскопічні дослідження КІЛЬКОСТІ частинок різмірювання першої фракції пилу були проведені них розмірів, осівших на різних ділянках пластини через 264с від моменту заповнення камери аероу визначені проміжки часу На основі отриманих золем, після чого рухома пластина знову була перезультатів при допомозі формули ресунута Аналогічно були проведені наступні вимірювання Інтервали часу між замірами другої та MSum = 4/3TTR рП третьої фракцій пилу склали ВІДПОВІДНО 1056 та де R - радіус частинки, р - питома вага мате4224с Через 117с від моменту заповнення камери ріалу частинки, п - КІЛЬКІСТЬ частинок даного розаерозолем було прийнято, що інтенсивність поміру, розраховують сумарну масу пилових частиглинання світлового потоку аерозолем складає нок різних розмірів, осівших на кожній ДІЛЯНЦІ 100% Через 264с в результаті вимірювань встапластини, а на основі цього - дисперсний склад та новили, що інтенсивність поглинання світлового концентрацію пилу в повітрі за певні проміжки чапотоку складає 73,5% від прийнятої Через 1056с су 3 метою визначення концентрації аерозолю цей показник склав 37%, а через 4224с - 1% Рефотометричним методом складають калібровочзультати мікроскопічних досліджень представлені ний графік інтенсивності поглинання світла різниутабл 1 ми фракціями аерозолю (фіг 2) та графік вагових Таблиця 1 Час дослідження 264с 1056с 4224с Розміри частинок, які осіли на ділянках пластини 0,5-1,Омкм 1,1-2,Омкм 2,1-3,0мкм 0,5-1,Омкм 1,1-2,0 мкм 0,5-1,0 мкм На основі отриманих результатів при допомозі формули 2 були обчислені концентрації пилу у досліджуваному повітрі Після цього , виходячи з даних обчислень, були побудовані та статистичне відкоректовані калібровочні графіки 2,3 за допомогою яких були визначені концентрації пилу в повітрі по результатам фотометричних досліджень Такими чином було встановлено концентрацію, дисперсність та КІЛЬКІСНИЙ склад зварювального аерозолю у встановлені інтервали часу конюметричним методом та концентрацію пилу за інтенсивністю поглинання світлового потоку Концентра Кіль КІСТЬ частинок 8,6 1 0' 1,5 107 1 1 107 15,2 10' 5.5 107 45,6 10' ція пилу по результатам замірів інтенсивності світлового потоку склала через 264с 2,1мг/м3, через 1056с-1,7мг/м 3 , через 4224с-0,9мг/м 3 Приклад 2, Запропонованим способом проведено дослідження концентрації та дисперсного складу зварювальних аерозолей у повітрі відібраного з робочої зони на зварювальній ДІЛЬНИЦІ СТО "ВАЗ" Концентрації пилу у повітрі у різний час дослідження визначені фотометричних методом з примшенням калібровочних графіків представлені у таблиці 2 47675 Таблиця 2 Час дослідження 264с 1056с 4224с Концентрація пилу 1,9 мг/м" 1,6 мг/м" 0,8 мг/м" Результати отримані фотометричним методом добре узгоджуються з результатами обчислень, проведених на основі конюметричних досліджень Результати конюметричних досліджень представлені утаблиці З Таблиця З Час дослідження 264с 1056с 4224с Розміри частинок, які осіли на КІЛЬКІСТЬ частинок даного розміру досліджуваних ділянках пластини 0,5-1,0мкм 8 1 10' 1,1-2,0мкм 1 1 107 2,1-3,0 мкм 0 6 107 0,5-1,0мкм 14310' 1,1-2,0мкм 4 1 107 0,5-1,0 мкм 39 8 10' Похибка отриманих результатів, у порівнянні з результатами конюметричних досліджень, не перевищувала 3% Отже, за допомогою запропонованого способу досягають отримання більш точних, ніж за способом-прототипом, результатів вимірювання концентрацій пилу Література 1 Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в потоке жидкости А с СССР №1770831 А1, 23 10 1992 , Бюл № 39 Заявка №4824678/25 от 09 04 90 В А Феокстистов, А Н Байша 34 2 5 no rd Фіг 47675 Інтенсивність п ш н ж н і вата аерозолем (у"'У Концентрація пнда у повітрі вмг/м*3 31 5 ,2 Фіг-3 Фіг.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'їХохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)216-32-71