Способ определения параметров дисперсных частиц

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контроля сред содержащих дисперсные частицы , и может быть использовано для контроля параметров естественных и ;искусственных аэрозолей. Цельизобре-. тения состоит в повышении точности и расширении информативности за счет дополнительного определения вектора I Изобретение относится к области контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контроля сред, содержащих дисперсные частицы, и ...может быть использовано для контроля параметров естественных и искусственных аэрозолей. Цель изобретения - повьш1ение точности и расширение информативности за счет дополнительного определения вектора скорости и формы исследуемых частиц. скорости и формы исследуемых частиц. Для освещения счетного объема используют два интерферирующих зондирующих световых луча, сканируемых растровым образом в области счетного объема. Бегущее световое пятно последовательно подсвечивает все зоны интерферен- ipioHHoro поля. Исследуемая частица, перекрывающая площадью своей проекции несколько интерференционных полос в процессе сканирования светового пятна , является источником соответственно нескольких групп импульсов рассеянного .,рвета, регистрируемых фотоприемником . Анализ последовательности этих импульсов позволяет определить параметры частиц. Сканирование светового пятна по интерференционномугполю достигается выделением из исходного лазерного пучка луча малого сечения и построчно-растрового сканирования выделенной зоны в поперечном сечении исходного зондирующего . пучка по всему его поперечному сечению . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже приведена схема устройства , реализующего способ определения параметров дисперсных частиц. Устройство содержит лазер 1, элемент 2 формрфования зондирукмцего пучка , формирующую диафрагму 3, блок 4 сканирования, полупрозрачное зеркало 5, зеркало 6, первую 7, вторую 8 и третью 9 линзы, счетный объем 10, диафрагму 11, первый 12 и второй 13 фотоприемники, блок 14 обработки электрических импульсов, ЭВМ 15. Q (Л О) 4 4

СОЮЗ ССЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 15 02

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В-Е -ОЮЗНДЯ

ЙИЕЫ1 г, " „;-. ., ;„:.@

« i tQ ..д

Щ

Цель ности и

sa счет вектора частиц.

ГОСУДАРС ГВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4254557/31-25 (22) 01.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. Ф 11 (71) Томский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) И.А.Тихомиров, О.Г.Новиков, В.Ф.Мышкин и С.Т.Мамыргаэиев (53) 66.063.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР, Р 1032370, кл. G 01 N 15/02, 1983.

Веляв С.П. Оптико-электронные методы .изучения аэрозолей, — M.: Энер гоиздат, 1981, с. 120. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к. устройствам оптического контроля сред, содержащих дисперсные частицы, и может быть использовано для контроля параметров естественных и

:искусственных аэрозолей. Цель изобре-. тения состоит в повышении точности и расширении информативности за счет дополнительного определения вектора

Изобретение относится к области контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контроля сред, содержащих дисперсные частицы, и .:может быть использовано для контроля параметров естественных и искусственных аэрозолей. изобретения — повышение точрасширение информативности дополнительного определения скорости и формы исследуемых,SU„„3467449 А1 скорости и формы исследуемых частиц.

Для освещения счетного объема используют два интерферирующих зондирующих световых луча, сканируемых растровым образом в области счетного объема.

Бегущее световое пятно последователь-но подсвечивает все зоны интерференционного поля. Исследуемая частица, перекрывающая площадью своей проекции несколько интерференционных полос в процессе сканирования светового пятна, является источником соответственно нескольких групп импульсов рассеянного ..света, регистрируемых фотоприемником. Анализ последовательности этих импульсов позволяет определить параметры частиц. Сканирование светового пятна по интерференционному: полю достигается выделением из исходного лазерного пучка луча малого сечения и построчно-растрового сканирования выделенной зоны в поперечном сечении исходного зондирующего .. пучка по всему его поперечному сечению. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже приведена схема .устройства, реализующего способ определения параметров дисперсных частиц. т

Устройство содержит лазер 1, элемент 2 формирования зондирующего пучка, формирующую диафрагму 3, блок 4

Ь сканирования> полупрозрачное зеркало 5, зеркало 6, первую 7, вторую 8 и третью 9 линзы, счетный объем 10, диафрагму 11, первый 12 и второй 13 фотоприемники, блок 14 обработки электрических импульсов, ЭВМ 15, Л D ANY

2 Сф F(1 — сов6)

45 Формула изобретения

3 14674

Устройство работает следующим образдм.

Лазерный расширенный луч, сформированный по сечению квадратной форми5 рующей диафрагмой 3, попадает в блок

4 сканирования, который вырезает в сечении исходного пучка луч меньшего сечения и осуществляет его растровое построчное сканирование по сечению исходного пучка.

С помошью полупрозрачного зеркала

5 и зеркала 6 сканирующий луч расщепляется на два зондирующих пучка, которые сводятся первой линзой 7 в 15 счетном объеме 10.

Таким образом, счетный объем сканируется построчным растровым образом бегущим световым пятном, создаваемым взаимодействием двух интерферирующих 20 зондирующих пучков ° Бегущее световое пятно подсвечивает последовательно все зоны линейного интерференционного паля в счетном объеме.

Сканирование интерференционного 25 поля, осуществляется с направлением строк, выбранным перпендикулярным направлению полос интерференционного поля. Исследуемая частица, перекрывающая площадь своей проекции не- 30 сколько полос интерференционного поля в процессе сканирования светового пятна, является источником, соответственно, нескольких групп импульсов рассеянного света, регистрируемых вторым фотоприемником 13.

Блок 14 обработки электрических импульсов по сигналам второго фотоприемника 13 формирует построчное и покадровое изображение счетного объе- 40 ма в поле памяти ЭВМ 15.

Проекции А> и А „ размеров частиц .Э соответственно, на вертикальную и горизонтальную оси координат определяются из соотношений;

49

Проекции V и Ч „ скорости частицы, соответственно, на вертикальную и горизонтальные оси координат находятся из соотношений

ЛВ И1„ х 2 л .F(1 — ° где Э вЂ” диаметр интерферирующих зондирующих пучков; Гф — временной интервал между двумя соседними световыми импульсами;

F — - фокусное расстояние первой

ЛИНЗЫ 73

dNx u

dN — соответственно горизонтальный и вертикальный сдвиги на чЬСло полос группы импульсов за время с одного цикла растроP вой развертки интерференционного поля, определяемого по формуле

2 ф F2

< p- — — — (1 — савв) .

Э

В качестве блока 4 сканирования используется вращающийся диск, в котором выполнены группы отверстий, распределенные по обводу диска. В каждой группе отверстия на диске .располагаются следующим образом: между соседними отверстиями расстояние по радиусу составляет величину, равную диаметру отверстий, а расстояние но обводу окружности — величину, равную размеру квадратного отверстия формирующей диафрагму 13. Блок 4 сканирования может обеспечить последовательное сканирование интерференционного поля с периодом 2 мкм на площади

20 х 20 мкм . где 8—

N х

N>-л

2в in О/2

Nx Л

А

2 sin8/2 угол между интерферирующими зондирующими пучками; длина волны зондирующего из l лучения; максимальное число импульсов в группе импульсов; максимальное число групп импульсов в одном цикле сканирования.

1. Способ определения параметров дисперсных частиц, включающий расщепление исходного лазерного пучка на

50 два зондирующих световых пучка, направляемых в область счетного объема, формирование в счетном объеме линейного интерференционного поля, регистрацию импульсов рассеянного света, 55 возникающего при взаимодействии интерференционного поля с исследуемыми частицами, суждение о параметрах исследуемых частиц по числу зарегистрированных импульсов рассеянного свеСоставитель P.Èâàíîâ

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1188/40 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14б7449 6 та, отличающийся тем, щают по всему поперечному сечению что, с целью повышения точности и исходного лазерного пучка путем порасширения информативности за счет строчно-растрового сканирования с надополнительного определения вектора

5 правлением строк, перпендикулярно скорости и формы исследуемых частиц, направлению полос интерференционного для зондирования исследуемых частиц поля. из исходного лазерного пучка выделяют 2. Способ по.п.1, о т л и ч а юлуч, поперечное сечение которого зна- шийся тем, что, с целью повышечительно меньше поперечного сечения 10 ния отношения сигнал — шум, анализ исходного лазерного пучка, этот вы- сигнала ведут с учетом регулярности деленный луч последовательно переме- расположения интерференционных полос.