Фотоэлектрический счетчик дисперсных частиц

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине , при контроле запыленности. Изобретение позволяет повысить надежность счетчика за счет упрощения его конструкции без увеличения погрешностей измерений благодаря оригинальной форме диафрагмы поля зрения - с двумя отверстиями, разнесенными в направлении потока частиц на величину, не превосходящую произведения полу ; суммы диаметров кольцевого светового пучка на коэффициент увеличения приемного объектива, причем размер в направлении оси светового пучка одного отверстия выбран равным размеру в указанном направлении зоны минимапьного виньетирования поля зрения, обусловленного другим отверстием. 2 нл.

„„Я0„„1420488 A1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цр 4 С 01 Я 21/85

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4151893/24-25 (22) 21. 10. 86 (46) 30.08.88. Бюл, Р 32 (71) Научно-производственное объединение "Тайфун" (72) С.М.Коломиец (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 807145, кл. G 01 N 15/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 857812, кл. С 01 N 21/85, 1981. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контроле запыленности.

Изобретение позволяет повысить надежность счетчика за счет упрощения его конструкции без увеличения погрешностей измерений благодаря оригинальной форме диафрагмы поля зрения - с двумя отверстиями, разнесенными в направлении потока частиц на величину, не превосходящую произведения полусуммы диаметров кольцевого светового пучка на коэффицнент увеличения приемного объектива, причем размер в направлении оси светового пучка одного отверстия выбран равным размеру в указанном направлении зоны минимальЖ ного виньетирования поля зрения, обусловленного другим отверстием. 2 ил.

1420488

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, 5 при контроле запыленности.

Цель изобретения — повышение наДежности счетчика за счет упрощения

его конструкции без увеличения по грешностей

На фиг. 1 представлена общая схема счетчика„ на фиг. 2 — вид диафрагмы поля зрения.

Фотоэлектрический счетчик дисперс- 15 ных частиц содержит осветитель 1, узел 2 формирования кольцевого светоsoro пучка в счетном объеме 3, светоловушку 4. Счетный объем 3 формируется пересечением светового пучка и по- 2п ля зрения приемного объектива 5 с установленной за ним диафрагмой б поля зрения. За диафрагмой б поля зрения установлен фотоприемник 7, выход которого подключен к измерительному входу 25 анализатора 8 импульсов и к входу селектора пар импульсов, состоящего из последовательно включенных одновибраторов 9 и 10. Выход селектора (выход одновибратора 10) подключен к разрешающему измерения входу анализатора 8, Диафрагма б поля зрения (фиг. 2) выполнена с двумя отверстиями 11 и 12, разнесенными в направлении потока частиц (обозначенного на фиг, 2 стрелками) на величину 1 (расстояние между центрами отверстий в указанном направлении), причем 1

Da+Dн — - — -К где D D — внутренний и

2 У ВУ

40 наружный диаметры кольцевого пучка;

К вЂ” коэффициент увеличения приемного объектива 5 (с таким коэффициентом строится в плоскости диафрагмы 6 изображение некоторой плоскости счет45 ного объема, проходящей через световой пучок) . В пределах глубины рез- кости узла 2 кольцевой пучок близок к цилиндрическому. Отверстия 11 и 12 имеют в направлении оси пучка (обозначенной штрихпунктирной линией) размеры а и Ь соответственно, причем размер а-Ь соответствует размеру зоны минимального виньетирования поля зрения, обусловленного отверстием 12

5 (большего размера) .

В направлении потока частиц оба

Пн Оь отверстия имеют размер С вЂ” — -К.

Цлительность gz импульсов одновибра1 тора 9 равна — — где V " скорость

VK9 потока, длительность 7 импульсов,одновибратора 10 равна

С

VK.

Счетчик работает следующим образом.

Поток исследуемых частиц пропускается через световой пучок от осветителя 1, преобразованный узлом 2 в кольцевой пучок с наружным диаметром

Dð и внутренним D нерассеянный свет поглощается светоловушкой 4, а свет, рассеянный частицами из области 3, собирается приемным объективом 5 на диафрагму 6 поля зрения с двумя отверстиями 11 и 12. На фотоприемнйк 7 проходит световой поток только от частиц, изображения которых находятся в пределах отверстий 11 и 12, или, что то же самое, от частиц, пересекающих в счетном объеме 3 изображения отверстий 11 и 12. При этом от частицы, пересекающей иэображение отверстия

11, на выходе фотоприемника формируется электрический импульс длительностью не более . Эта частица обязательно пересекает и изображение отверстия 12, и на выходе фотоприемника формируется второй импульс с той же длительностью, отстоящий от первого на время „ . Первый импульс запускает одновибратор 9, который формирует импульс длительностью i°

Задний фронт этого импульса запускает одновибратор 10, формирующий импульс длительностью, в результате чего анализатор 8 импульсов будет иметь разрешение на измерение (анализ) входных сигналов только в течение времени . При этом второй импульс от частицы будет анализироваться, а первый нет. Поле зрения приемного объектива 5, ограниченное размером b (отверстия 12), шире, чем поле зрения, ограниченное .Размером а (отверстия 11) . Таким образом, при указанном соотношении параметров а и

Ь (зависящем от конкретных характеристик приемной системы и светового пучка) искажения амплитуд вторых импульсов от каждой частицы, обусловленные виньетированием, будут малыми. Если частица не пересекает изображение отверстия 11, но пересекает иэображение отверстия 12, то на выходе фотоприемника формируется только один импульс (амплитуда которого может быть искажена вследствие винье1420488

Фотоэлектрический счетчик дисперсных частиц, содержащий осветитель, оптически связанный через приемный объектив и диафрагму поля зрения с фотоприемником, соединенным с селектором пар импульсов и с первым входом амплитудного анализатора, второй вход которого соединен с выходом селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности счетчика, осветитель снабжен узлом формирования кольцевого светового пучка, а диафрагма поля зрения выполнена с двумя отверстиями, причем расстояние между центрами отверстий в направлении потока частиц равно полусумме внешнего и внутреннего диаметров кольцевого пучка, умноженной на коэффициент увеличения приемного объектива, а разность размеров отверстий в направлении оси светового.пучка не меньше произведения апертурного угла приемного объектива на средний диаметр кольцевого пучка и коэффициент увеличения приемного объектива.

3 4 тирования), но этот импульс аналиэи- шение однородности освещенности роваться не будет, счетного объема.

Выполнение диафрагмы поля зрения указанным образом позволяет обеспе- Формула иэобр ет ения чить малые погрешности, обусловлен5 ные виньетированием в приемной системе, без дополнительных узлов (формирователя дополнительного светового пучка либо второго приемного объектива и второго фотоприемника с второй диафрагмой и соответствующими приспособлениями для их юстировки).

Благодаря этому упрощается и облегчается конструкция и повышается надежность устройства °

В большинстве осветителей световой пучок имеет профиль интенсивности с максимумом в приосевой области.

В этом случае при указанном выпол20 ненни диафрагмы на фотоприемник не попадает свет от частиц во время их пролета через область максимальной интенсивности, что приводит к уменьшению чувствительности измерений. В 25 кольцевом пучке максимум интенсивности соответствует краевым областям.

Тогда потери чувствительности за счет диафрагмы нет и отмеченный положительный эффект достигается беэ ухудшения чувствительности измерений. Кроме того, этот узел обеспечивает повы1420488, Составитель В.Калечиц

Редактор А.Огар Техред М. Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 4323/48

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4