Устройство для измерения размеров и счетной концентрации аэрозольных частиц

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И СЧЁТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее оптическую систему осветителя, вклю чающую источник света, диафрагму, объектив, канал аспирации, оптичес1 кую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприемник, причем оптические оси систем осветителя, приемника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол 90, отлич ающе еся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций частиц и повышения точности измерений, в оптическую систему фотоприемника введена отражающая призма, установленная между диафрагмой и фотоприемником оптической системы фотоприемника, причем боковое ребро отражающей призмы параллельно оси канала аспирации, и дополнительньй фотоприемник, рассл положенньй по противоположную сторону призмы относительно основного фотоприемника , причем выходы фотоприемников соединены через сумматор с клю- 2 чом и непосредственно с управляющими входами ключа. 11 /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН..SU„„

3(др G 01 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3247372/18-25 (22) 13.02.81 (46) 30. 10.84. Бюл. ¹ 40 (72) И.И. Васильев (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт (53) 539.215.2(088.8) (56) 1. Клименко И.А. Оптические приборы для фракционного анализа аэрозолей. Обзоры по электронной технике, вып. 11/80. Институт

"Электроника" 1969, с. 16-23.

2.Патент ФРГ № 1815352, кл. G 01 N 15/02, опублик. 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗМЕРОВ И СЧЕТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее оптическую систему осветителя, включающую источник света, диафрагму, объектив, канал аспирации, оптическую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприемник, \ причем оптические оси систем осветителя, приемника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол

90, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций частиц и повышения точности измерений, в оптическую систему фотоприемника введена отражающая призма, установленная между диафрагмой и фотоприемником оптической системы фотоприемника, причем боковое ребро отражающей призмы параллельно оси канала аспирации, Ж и дополнительный фотоприемник, рас- уу положенный по противоположную сторону %ФУ призмы относительно основного фото- С приемника, причем выходы фотоприемников соединены через сумматор с ключом и непосредственно с управляющими входами ключа.

1121602

Изобретение относится к устройст- вам для регистрации концентрации и размеров аэрозольных частиц.

Известен счетчик частиц аэрозоля с оптическим методом формирования счетного объема, содержащий оптическую систему осветителя, канал аспирации и оптическую систему с фотоприемника. Злементы систем расположены так, что оси систем осветителя, фото- !О приемника и ось симметрии канала аспирации пересекаются в центре счетного объел»а (1) .

Недостатком этого устройства является значительная величина счетного!5 объема, что ограничивает его применение при больших концентрациях аэрозоля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 2О ройство для измерения размеров и счетной концентрации аэрозольных частиц„ содержащее оптическую систему осветителя, включающую источник света, диафрагму, объектив, канал аспирации, 25 оптическую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприел!ник, причем оптические оси систем осветителя, приемника и ocb канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол 90 . Величина света, рассеянного частицей аэрозоли, попавшей в счетный объем, анализируется фотоприемником. Размеры счетного объема определяются из условия предельно из35 меряемой концентрации и вероятности попадания в границу этого объема.

Зти два условия противоречивы. Первое требует минимальных размеров

4О счетного объема, но при этом значительно увеличивается вероятность по" падания в границу счетного объема f2).

Недостатком известного устройства является низкая предельно измеряемая

45 концентрация частиц вследствие необходимой большой величины счетного объема. Уменьшение величины счетного объема за счет диафрагм приводит к увеличению погрешности измерения, 5О обусловленной регистрацией частиц, \ прошедших по границе счетного объема.

Цель изобретения — увеличение предельно измеряемой концентрации и повьш»ение точности измерения размеров частиц аэрозоли. !

Цель достигается тем, что в устройство для измерения размеров и счетной концентрации аэрозольных частиц, содержащее оптическую систему осветителя, включающую источник света, диафра гму, объектив, канал аспирации, оптическую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприемник, причем оптические оси систем осветителя, пр»»емника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол 90, снабжено отражающей призмой, установленной между диафрагмой и фотоприемником оптической системы фотоприемника, причем боковое ребро отражающей призмы параллельно оси канала аспирации, и дополнительным фотоприемником, расположенным по противоположную сторону призмы относительно основного фотоприемника, причем выходы фотоприемников соединены через сумматор с ключом и непосредственно с управляющими входами ключа.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит оптическую систему осветителя, состоящую из источника света 1, прямоугольной полевой диафрагмы 2 и объектива 3, канал аспирации 4, оптическую систему

I приемника, состоящую из объектива 5, диафрагмы 6, отражающую призму 7, фотоприемники 8 и 9, сумматор аналогового сигнала 10 и управляемьп» ключ 11, Оптические оси систем осветителя и приемника и ось канала аспирации 4 пересекаются в центре счетного объема, составляя между соо бой угол 90, а отражающая призма 7 установлена так, что ее боковое ребро параллельно оси канала аспирации 4 проходит через оптическую ось приемной системы и разбавляет оси приемников у рсасположекнъ»х по противо положнье стороны призмы.

Устройство работает следующим образом.

Свет, излучаемый источником 1, диафрагмируется прямоугольнсй полевой диафрагмой 2, фокусируется объективом 3 в область канала аспирации 4 так, чтобы изображение диафрагмы 2 перенести на пересечение оси симметрии канала 4 и главной оптической оси приемной системы. Прямоугольная диафрагл»а б совместно с объективом 5, входящие в приемную систему,.

1121602

Составитель Л. Кириченко

Техред С.Легеза КорректорВ. Гирняк

Редактор M. Дылын

Заказ 7973!34 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фипиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4 ограничивают поле зрения приемников

8 и 9.

Поле зрения приемников 8 и 9 разделяется на 2 равные части призмой 7 так, чтобы линия раздела проходила через главную оптическую ось оптической системы приемника и каждый из приемников имел свое поле зрения. Для этого боковое ребро призмы ? устанавливается параллельно оси канала 4 и проходит через главную оптическую ось объектива 5 ° При таком построении поля зрения приемников 8 и 9 не перекрываются и все излучение, рассеянное частицей, попавшей в счетный интенсивноосвещенньм объем, попадает либо на один из приемников, либо на два одновременно.

Частица аэрозоли, проходя через счетный объем, засвечивается и в за.висимости от траектории рассеянное излучение, проходя через объектив 5 и диафрагму 6, попадает на одну из гранеЯ отражающей призмы и соответственно на один из приемников либо на обе грани одновременно и соответственно на два приемника сразу ° В первом случае частица не регистрируется электрической схемой благодаря работе 11, так как наличие сигнала с одного приемника свидетельствует о том, что частица прошла не по центру счетного объема. Во втором случае частица проходит по границе раздела счетного объема приемниками, следовательно, через центральную часть счетного объема и потому сигнал, поступающий с двух приемников одновременно, просуммировавшись на устройстве 10, проходит на выход устройства через открытый ключ 11.

Величина счетного объема для предлагаемого устройства по сравнению с прототипом будет на порядок меньше. Это позволяет измерять размеры частиц аэрозоли при концентрациях

gp значительно более высоких, при этом не ухудшается точность измерения.

Кроме того, предложенная конструкция устройства приводит к более рав2g номерному заполнению счетчиков частиц при измерении функции распределения частиц по размерам.