Слайд 1 - НТМ

Котляров Александр Александрович
к.ф.-м.н., ст. н.с. МИФИ,
тех. директор
ООО "НТМ-Защита"
115409 г.Москва, Каширское шоссе 31
тел.
3239079
3239308
факс
3244394
e-mail: ntm@radon.mephi.ru
http://www.ntm.ru
«Средства измерения аэроионов. Генераторы аэроионов".
История.
Источники аэроионов.
Параметры, нормирование их контроль
Методы и приборы для измерения концентрации аэроионов
Методы компенсации аэроионной недостаточности (Генераторы аэроионов)
Источники аэроионов.
Природа аэроионов.
АИ – любая аэрозольная или заряженная частица, взвешенная в воздухе, если ее средняя
скорость относительно воздуха определяется главным образом электрическими силами.
Источники ионизации:
- космические лучи;
- излучение радиоактивных веществ;
- баллоэлектрический эффект (дробление и распыление воды);
- электрические разряды в атмосфере;
- трибоэлектрический эффект (взаимное трение частиц);
- термическая ионизация при горении.
Основные характеристики.
Скорость движения ионов в электростатическом поле:
V=KE
K- подвижность иона в газе.
1,0 - легкие
1,0  0,01 – средние
Подвижность К [см/с  см/В]
0,01  0,001 – тяжелые
Типичная концентрация в чистом
природном воздухе
500 с/см3 – легкие
5000 с/см3 – тяжелые
Обобщенные данные о формировании уровня интенсивности
ионообразования в воздухе помещений
Фактор, влияющий на скорость
ионообразования
1. Космическое излучение
Уровень
ионообразования,
пар ионов/см 3 с
1,5
2.
Ионообразование
под
внутреннего бета-излучения
действием
1,5-4,0
3.
Ионообразование
под
действием
внутреннего гамма-излучения
1,8-4,0
4.
Излучение радиоактивных
находящихся в воздухе
от 3,0
веществ,
Источники аэроионов - продукты распада радона
Аэроионный баланс
Общее уравнение аэроионного баланса с учетом кратности воздухообмена:
dn
 Q  α n 2  β N n  β N n  ωn
 
0 0
dt
где n – концентрация легких аэроионов, 1/см3,
N - концентрация тяжелых аэроионов, 1/см3,
N0 – концентрация незаряженных частиц и ядер конденсации, 1/см3,
- коэффициент рекомбинации легких (положительных и отрицательных) ионов друг с другом, см3/с,
 - коэффициент рекомбинации легких аэроионов с тяжелыми, см3/с,
0 – коэффициент взаимодействия с незаряженными частицами и ядрами конденсации, см3/с,
 - кратность воздухообмена
Q – скорость образования аэроионов, 1/(см3*с).
В равновесных условиях (dn/dt = 0) концентрация ионов будет равна:
2
  
Q
    
n
 


2

 2 
где  =  N + 0 N0 .
Допустимые уровни ионизации воздуха производственных
и общественных помещений.
СанПиН 2.2.4.1294-03 « Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха
производственных и общественных помещений»
Нормируемые
показатели
Минимально
опустимые.
Максимально
допустимые
Концентрация
Аэроионов
(ион/см 3 )
n+
n400
600
50000
50000
Коэффициент
Униполярности
У=n+/ n 0,2 У 1.0
0,2 У 1.0
В зонах дыхания персонала на рабочих местах, где имеются источники электростатических
полей (видеодисплейные терминалы или другие виды оргтехники) допускается отсутствие
аэроионов положительной полярности.
Объект измерения:
- гермозамкнутые помещения с искусственной средой обитания;
- помещения, в отделке которых и (или) меблировке которых используется синтетические
материалы или покрытия, способные накапливать электростатический заряд;
- помещения, в которых эксплуатируется оборудование, способное создавать
электростатические поля, включая видеодисплейные терминалы и прочие виды оргтехники;
- помещения,оснащенные системами (включая централизованные) вринудительной
вентиляции, очистки и (или) кондиционирования воздуха;
- помещения, в которых эксплуатируются ионизаторы и деионизаторы;
- помещения, в которых осуществляются технологические процессы, предусматривающие
плавку или сварку металлов.
СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 («Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным
машинам и организации работы») (Вместо СаН.Пин 2.2.2.542-96.).
Методы измерения
Основной метод – аспирационный, протягивание воздуха через конденсатор
U
Аспирационная
камера

Блок управления и индикации
Защитная
насадка
Источник питания
камеры "+".
ПУ
измеритель
АЦП
Коммутатор
Источник питания
камеры "".
Микроэле
ктродвига
тель
Регулятор
скорости
Микропроцесс
ор
ПЗУ
Преобразователь
напряжения
Модуль
вывода
информации
Аккумуляторная
батарея
Матричный
жидкокристаллический
индикатор
Сетевой блок питания
Функциональная схема счетчика МАС-01
Характеристики некоторых счетчиков аэроионов.
Характеристики счетчиков
аэроионов
UT-8401
(ТГУ)
Сапфир-3к
(КГТУ)
МАС-01
(МИФИ)
1.Диапазон
измерений
концентрации ионов, см –3
5 .101 – 2 .106
5 .102 – 1 .107
200 - 2 .105
100 - 10 .10 5
2.Пределы
допускаемой
основной
относительной
погрешности, %
40
50
40-50
40-50
 0.4
3.2
– 0.4
 0,4
 0,4
2.7-270
230
120
5.Мощность
потребляемая
счетчиком, ВА (ВТ):
Напряжение питания, В
сеть
220
25
сеть
220
(0,75)
аккумуляторы
7,2
6.Габаритные размеры, мм
-длина;
-ширина:
-высота.
525
250
335
240
330
120
190
105
65
7.Масса, кг
12
4.5
0.9
8.Наличие блока первичной
обработки информации
нет
нет
имеется
3.Подвижность
ионов, см2с-1В-1
измеряемых
4.Объемный расход воздуха,
л /мин
.10-4
Измерение концентрации ионов в атмосферном воздухе
Мас-01
Сапфир-3К
Диапазон, см-3
100-1106
200-2,0105
Погрешность,%
40-50
40-50
Размеры
Масса
190х105х65мм
0,9 кг
330х240х120мм
4,5 кг
МАС-01
Счетчик аэроионов малогабаритный «МАС-01» предназначен
для экспресс-измерений концентрации легких
(подвижность к  0,5 см2/Вс) положительных и отрицательных
аэроионов с целью контроля уровней ионизации воздуха произ водственных и общественных помещений.
Счетчик аэроионов имеет в своем составе аспирационную
камеру, через которую прокачивается исследуемый воздух, и блок
регистрации и обработки результатов измерений, выполненный на
современной элементной базе. Управление режимами измерений
осуществляется посредством пленочной клавиатуры, расположенной на лицевой панели счетчика. Обработку результатов измерений
и их вывод на матричный жидкокристаллический индикатор в удобном
виде для пользователя осуществляет встроенный микропроцессор.
Счетчик автономен, так как питается от аккумуляторных батарей,
компактен и прост в обращении.Возможно оснащение счетчика
дополнительными режимами измерений (оценка электропроводности
воздуха, измерение концентрации легких аэроионов в заданном
интервале электрических подвижностей).
Основная область применения: контроль допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений, воздушная среда
которых подвергается специальной обработке в системах кондиционирования,
согласно СанПиН2.2.4.1294-03; контроль воздуха на рабочих местах, в том числе
оборудованных видеодисплейными терминалами и персональными
вычислительными машинами согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Характеристика
Диапазон измерения
концентрации легких
аэроионов обеих полярностей
Собственный фон прибора не
более
Пределы допускаемой основной
относительной погрешности
Измерения концентрации
аэроионов:
- в диапазоне от 100 до 700 см-3
- в диапазоне от 700 до 106 см-3
Значение
102  106 см-3
50 см-3
± 50%
± 40%
Объемный расход воздуха через
аспирационную камеру
(2,0 ± 0,2) х103 см3с-1
Питание: аккумуляторная батарея
1,25 В  6
Масса счетчика с аккумуляторами
не более
0,9 кг
Габаритные размеры
190х105х65 мм
РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Температура
окружающего
воздуха
от +100С до +35 0С
Относительная
влажность при
температуре 25ºС
80%
Атмосферное давление
от 84 до 106 кПа
КОМПЛЕКТАЦИЯ ПОСТАВКИ
•
•
•
•
•
•
•
•
Блок детектирования и управления
Аккумуляторная батарея
Устройство зарядное
Провод заземления с клеммами
Руководство по эксплуатации
Паспорт
Свидетельство о поверке ВНИИФТРИ
Укладочный кейс
Результаты измерения концентрации аэроионов в п.Коктебель
(Крым 6=15 сентября 2001г. Турбаза "Приморье").
Число
время
Отрицат.
ионы, см –3
Полож.
ионы, см –3
Место
измерения
Примечание
6.09.01г.
18 00
360
340
510
370
260
530
750
300
балкон 3-го этажа
T=+24 0 С
8.09.01г.
8 00
460
430
420
380
440
440
480
500
480
540
балкон 3-го этажа
T=+23 0 С
в горах гроза,
срывается
дождь
8.09.01г.
12 45
480
460
460
460
450
800
870
760
830
830
балкон 3-го этажа.
T=+26 0 С
облачно, ветер с
моря.
8.09.01г.
16 00
100
100
920
1050
Вершина горы
М.Волошина.
T=+24 0 С
облачно, ветер с
моря.
10.09.01г.
23 00
250
650
620
420
380
510
420
балкон 3-го этажа, счетчик
расположен на перилах.
T=+22 0 С
на море
волнение,
прибой и ветер.
11.09.01г.
11 00
100
100
350
430
310
410
Берег моря в 25 метров от воды, под
навесом с железной крышей.
T=+22 0 С
водоросли и
грязь на берегу.
11.09.01г.
22 00
390
310
340
300
300
800
760
640
490
530
балкон 3-го этажа, счетчик
расположен на перилах
T=+22 0 С
ветра нет
Результаты измерения канцентрации аэроионов
( Краснодарский край, г.Туапсе, п. Агой , пансионат
"Автотранспортник России" ,25-28 сентября 2002г.).
Дата, время
Отриц.
Аэроионы, см –3
Полож.
Аэроионы, см –3
Место
измерения
Примечания
25.09.02г.
21 00
210 U=0,
180
250
100 U=30В,
100
100
210 U=0,
250
210
100 U=30В,
100
100
Расстояние
от
прибоя
1,5 м.
Счетчик стоит на
моле из
бетона,
земляной
провод
опущен в
воду.
25.09.02г.
22 00
200
-
Парк
T=25 0 С,
влажно.
26.09.02г.
20 00
260 U=0,
130
100
140
100 U=30В,
100
100
230 U=0,
260
220
100
Расстояние
от
прибоя
1,5 м.
Счетчик стоит на
моле из
бетона,.
28.09.02г.
20 00
200 U=0,
190
180
100 U=30В,
100
100
160 U=0,
180
230
100
Расстояние
от
прибоя
5,0 м.
Море штормит
земляной
провод
соединен с
куском
железа.
170
-
330 без насадк.
320
Влияние эманации радона на аэроионный режим помещений
2000
n, см-3
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
50
100
СRn, Бк/м3
150
200
250
ИОНИЗАТОРЫ ВОЗДУХА
АЭРОИОНЫ
ЛИЦЕВАЯ РЕШЕТКА
ЭЛЕКТРОДЫ
–
+
ВЕНТИЛЯТОР
ВОЗДУХ
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ " – " ИСТОЧНИК
НАПРЯЖЕНИЯ
" + " ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ
ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ
МИКРОКОНТРОЛЛЕР
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ИНДИКАЦИИ
СЕТЕВОЙ БЛОК
Функциональная схема генератора аэроионов.ГАБИ-01