当两种具有不同功函(把粒子从材料表面移动出来所需的最小能量)的材料接触时,将发生电子的转移,电子从一种材料转移到另一种材料。当颗粒物撞击某种材料的表面,甚至仅与这种材料的表面以滑动或摩擦的方式接触时,都可能发生电荷的转移。这种效应不属于静电积蓄或放电现象,而是基于材料自身固有的电子性质。被转移的电荷数量除了取决于两种材料功函数的不同之外,还与其他因素有关,这些因素包括颗粒物的电阻系数、介电常数和接触的物理条件(颗粒物的形状、接触持续时间、接触面积等)。
这种仪器十分简单,仅由一根插入烟道的金属表面探头(电子探针)组成。当烟气中的颗粒物与探头接触时,电荷转移到探头上,产生了电流。产生的电流用静电计(测量电压的仪器)测量。
接触电荷转移法已被成功用于袋室除尘器烟尘含量的定性测量。但许多影响电荷转移的因素限制了它用于定量测量。颗粒物带有静电、颗粒物的撞击速度、颗粒物的化学组成、传感器表面条件(颗粒物是否易于堆积在表面,是否会对表面造成腐蚀)、探头的接地、颗粒物的尺寸大小等都会影响手工测试相关校准的结果。如果烟气中含有微小水滴或黏性颗粒物,也会使仪器的性能降级。这项技术的应用还存在一个基本缺陷,即亚微米级颗粒物会追随气体流线环绕探头滑过而不与探头接触。当烟气流中的颗粒物是干燥的、不带电、其组成成分不变时,仪器能够良好运行和正常测量。接触电荷传感器通常安装在袋室除尘器之后检测滤尘袋是否有漏洞或裂缝。
接触电荷转移法测尘仪检测滤袋除尘器泄漏情况的示例如图3.20所示。
图3.20 接触电荷转移法测尘仪检测滤袋除尘器泄漏情况的示例
图3.21为德国福德世环境监测技术公司采用接触电荷转移法的PFM 02EX型防爆型粉尘仪。
图3.21 德国福德世公司PFM 02EX型防爆型粉尘仪
PFM 02EX的主要技术参数如下:(www.xing528.com)
•探头探杆材质:不锈钢。
•探头插入深度:300 mm(可调)。
•烟气流速:≥3 m/s。
•被测烟气温度:max.250℃。
•烟气温度应高于露点:min.+5℃。
•环境温度:-20~+50℃。
•粉尘的量程(定性):0~100%。
•粉尘的量程(定量):0~10(max.1.000)mg/m3。
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