Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля

СО)ОЭ СОНЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 154 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4010533/28-25 (22) 17.01.86 (46) 30.09.87. Бюл. N- 36 (» ) Днепропетровский горный институт им.Артема (72) В.А .Бойко„ В.Е;Колесник, В.И.Голинько, Ю.А.Днепренко и В.Г.Марченко (53) 539.215(088.8) (56) Airbow dus measeurement system:

mininn Journal, 1978, 291, 9 7456, р.27 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 1291847, кл. G 01 N 15/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯ (.57) Изобретение относится к техни- ке измерений концентрации частиц аэрозолей и может быть использовано для измерений концентрации пыли в атмосфере. Цель изобретения — повы шение точности и упрощение устройст ва. Сущность изобретения заключается в том, что предложена двухканальная регистрирующая схема для регистрации малоуглового рассеяния света частицами аэрозоля с практически одинаковыми режимами работы по световому потоку и не требующая подавления направленного светового потока, что позволило достигнуть лучшей компенсации паразитных засветок и влияния внешних параметров и тем самым повысить точность измерений. Использование светоделителя позволило упростить оптическую схему устройства путем исключения сложной экранирующей насадки и схемы подавления направ ленного светового потока. Стабилизация направленного светового потока по сигналу канала с большей угловой апертурой позволяет уменьшить компенсирующее воздействие отрицательной обратной связи по световому потоку с ростом концентрации измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

134 548

Изобретение относится к технике измерений концентрации частиц аэрозоля оптическими методами и может быть использовано н метрологии, санитории и других отраслях.

Цель изобретения — повьппение точности измерений и упрощение устройства.

На чертеже представлена блок-схе- 1р ма устройства.

Устройство содержит последовательно размещенные вдоль оптической оси источник 1 света (светодиод), коллиматор 2, пылезащитные диафрагмы 3, 15 светоделитель 4, который может быть выполнен, например, из двух склеенных трехгранных призм полного отражения, первую диафрагму 5, первый фотоприемник 6, вторую диафрагму 7 и второй фотоприемник 8. При этом диаметры отверстий первой и второй диафрагм 5 и 7 расчитываются из условия требуемого диапазона малоуглового светорасо сеяния. Для диапазона углов 2-8 25 например, диаметры отверстий вычисляются по формуле l)><,1= I f 2 (8),где

D 1! — диаметр отверстия соответствую (ч! щей диафрагмы; Т вЂ” расстояние от т. О до диафрагмы. Все элементы оптической дб схемы закреплены на П-образной скоб» 9, обеспечивающей жесткую оптическую базу устройства. Кроме того, устройство содержит преобразователи 10 и 11 токов фотоприемников, блок-схему !2 сравнения сигналов преобразователей и систему !3 нозбужцения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, и блок 14 регистрации:н отображения.

Устройство работает следующим образом.

Светодиод 1 излучает поток света, возбуждаемый н нем системой возбуждения, регулировки и стабилизации на- 4 правленного светового потока, который преобразуется коллиматором 2 н параллельный пучок света диаметром

3-5 мм, пересекающий рассеивающий объем с центром в т.О, куда поступает исследуемый поток аэрозоля. Рассеиваемый объем формируется крайними диафрагмами 3 и пучком света. Далее направленный световой поток вместе с рассеянным на малые углы светом г:o падает на светоделитель 4, который делит его на дне равные части. Одна часть попадает на первый фотоприемник б,другая — на второй фотоприемник 8.

Токи фотоприемников преобразуются в электрические сигналы, которые вычитаются блоком 12 сравнения, а разностный сигнал, пропорциональный световому потоку, Рассеянному в диапао зоне углов 2-8, поступает в блок 14 регистрации и отображения.

Кроме того, электрический сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, обеспечивая стабилизацию источника света по большему световому потоку.

Использование светоделителя, установленного на пути светового пучка, прошедшего через рассеивающий объем, позволяет регистрировать малоугловое светорассеяние частиц с помощью двухканальной регистрирующей схемы с практически одинаковыми режимами по световому потоку. Сравнение этих каналов обеспечивает исключение сигнала, пропорционального направленному пучку, и выделение сигнала, пропорциональному малоугловому светорассеянию частиц, но с большей точностью благодаря близким параметрам сравниваемых каналов и лучшей компенсацией такого фактора как загрязнение оптической системы. Стабилизация направленного светового потока по сигналу преобразователя тока фотоприемника с большей угловой апертурой позволяет уменьшить компенсирующее воздействие отрицательной обратной связи по световому потоку с ростом концентрации частиц, повысить линейность характеристики устройства и, следовательно, точность измерения KQH центрации. Упрощение устройства достигается за счет исключения схемы ! гашения направленного светового потока и экранирующей насадки, необходимой для подавления паразитных засветок. Упрощается приемная оптическая система.

Формула и з обретения

1. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник света, коллиматор, пылезащитные диафрагмы, между которьп и расположен рассеивающий объем, один из фотоприемников, а также схему регистрации, 1341548

Составитель А.Власов

Техред И.Попович Корректор А.Ильин

Редактор Л.Повхан аказ 4430/48

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 включающую два преобразователя токов фотоприемников, блок сравнения сигналов преобразователей, блок регистрации и отображения и схему возбуждения, регулирования и стабилизации направленного светового потока, вход которой соединен с выходом одного из преобразователей токов фотоприемников, а выход — с источником света, причем выходы фотоприемников соединены с fo входами преобразователей токов фотоприемников, выходы которых соединены с входами блока сравнения, выход которого соединен с входом блока регистрации и отображения, о т л и ч а ю- 15 щ е е. с я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения устройства, в него введен светоделитель, установленный после рассеивающего объема на пути светового пото- 2р ка, делящий световой поток на два равных пучка, а фотоприемники расположены соосно этим пучкам, причем второй фотоприемник расположен на пути отраженного от светоделителя пучка, фотоприемники снабжены диафрагмами с отверстиями разных диаметров, соответствующими угловым апертурам фотоприемников, обеспечивающим регистрацию малоуглового рассеяния света частицами в требуемом диапазоне.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока соединен с выходом преобразователя тока фотоприемника, снабженного диафрагмой и отверстием большего диаметра.