Интегрирующий нефелометр

 

Изобретение относится к области исследований и анализа материалов с помощью оптических методов и может быть использовано при исследовании оптических свойств атмосферы и закономерностей распространения излучения в средах и характеристик среды. Целью изобретения является расширение спектрального диапазона устройства. Как и известные интегрирующие нефелометры, устройство содержит камеру с фотоприемником, который оптически связан с полостью камеры, и с источником излучения, расположенным у одной из стенок, и оптически также связаным с полостью камеры. В отличие от известных, в устройстве установлен источник излучения с узким оптическим пучком, а в полости камеры на ее противоположной стенке против источника излучения установлен диффузный отражатель излучения. Фотоприемник установлен так, что его оптическая ось расположена параллельно плоскости диффузного отражателя и проходит между диффузным отражателем и источником оптического излучения. Отражатель имеет шероховатость, изменяя которую, можно достигать диффузного отражения как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра. Таким образом расширяется спектральный диапазон устройства по крайней мере до величины 0,4 - 15 мкм. Кроме того, более эффективно используется энергия источника излучения, т.к. в видимой и тем более в инфракрасной области спектра коэффициент отражения отражателя выше, чем коэффициент пропускания молочных стекол. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СО(ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111 (511 4 С 01 N 21/47

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4308941/31-25 (22) 21,09.87 (46) 30.07.89. Бюл. 1(- 28 (71) Институт оптики атмосферы СО

АН СССР (72) M,Â. Панченко и В.В, Полькин (53) 535.24(088,8) (56) Батгер С., Чарлсон Р, Введение в химию атмосферы, M,: Мир, 1977, с. 224.

Патент США 1(3953127, кл. кл, G 01 N 21/47, 1976. (54) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ НЕФЕЛОМЕТР (57) Изобретение относится к области исследований и анализа материалов с помощью оптических методов и может быть использовано при исследовании оптических свойств атмоСферы и закономерностей распространения излучения в средах и характеристик среды. Целью изобретения является расширение спектрального диапазона устройства, Как и известные интегрирующие нефелометры, устройство содержит камеру с фотоприемником, который оптически связан с полостью камеры, и с источником излучения, расположенным у одной

Изобретение относится к исследова-. нию и анализу материалов с помощью оптических методов и может быть применено при регистрации слабых световых потоков при ис<ледовании оптических свойств атмосферы, а также в смежных областях, где необходимо исследовать свойства вещества,рассеи.из стенок, и оптически также связанным с полостью камеры. В отличие от известных, в устройстве установлен источник излучения с узким оптическим пучком, а в полости камеры на ее противоположной стенке против источника излучения установлен диффузный отражатель излучения, Фотоприемник установлен так, что его оптическая ось расположена параллельно плоскости диффузного отражателя и проходит между диффузным отражателем и источником оптического излучения, Отражатель имеет шероховатость, изменяя которую, можно достигать диффузного отражения как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра.

Таким образом расширяется спектральный диапазон устройства по крайней мере до величины 0,4-15 мкм. Кроме того, более эффективно используется энергия источник» излучения, т.к,! в видимой и тем более в инфракрасной области спектра коэффициент отражения отражателя выше, чем коэффициент пропускания молочных стекол, 1 з.п, ф- лы, 1 ил. с вать электромагнитные волны оптического диапазона.

Целью изобретения является. расширение спектрального диапазона прибора в инфракрасную область спектра, На чертеже пред<.тавлена блок-схема предлагаемого н.itегрирующего нефелометра, 1497522

Устройство содержит камеру 1 с входным и выходным приспособлениями

2 и 3 .соответственно для ввода и вывода аэрозоля, а также приспособление 4 для ввода чистого воздуха, Источник 5 излучения и диффузный отражатель б расположены по разные стороны от оси фотоприемника 7. Отражатель выполнен из металла с шерохова- 10 той поверхностью, а в качестве источника излучения используется когерентный источник излучения в ИК-о6ласти спектра. Внутри камеры расположено устройство 8, которое задает 15

1 онус наблюдения аэрозоля в камере, Отражатель и источник излучения расПоложены так, что максимум косинусной характеристики экрана ориентирован перпедикулярно,оси конуса, Фото- 20 приемник 7 соединен с измерительным устройством 9. Питание источника и приемника осуществляется блоками 10 и l! питания. Излучение источника 5 модулируется модулятором 12.

В основе изобретения лежит тот факт, что диффузный отражатель может рассеивать и инфракрасное излучение, Исследования показали, что рассеяние от такого отражателя обеспечивает ко-30 синусную характеристику рассеяния, .что дало основание испольэовать такой отражатель в интегрирующих йефелометрах.

В качестве. отражателя с косинус- 35 ной характеристикой используется шероховатая металлическая поверхность с коэффициентом отражения в видимой и ИК области спектра >0,8, Шероховатость h металлической поверхности 40 и длина волны излучения ф для условий диффузного отражения связана соотношением hcosi/ )1, где i — угол падения луча на поверхность. В описанном случае. угол падения состав- 45 о о ляет 90 (cos90 =1) и соотношение упрощается }1/9,01, Нефелометр работает следующим образом, 50

Модулированное излучение от источника 5 попадает на диффузно рассеивающий отражатель б и облучает исследуемый аэрозоль в рабочем объеме 13. Рассеянное излучение от исследуемого аэрозоля попадает на фотоприемник 7, который вырабатывает электрический переменный сигнал. Оигнал селектируется и регистрируется, например, селективным нановольтметром, llолезный отселектированный сигнал пропорционален коэффициенту рассеяния аэрозоля, Экономическое и научно-техническое преимуществ» предлагаемого уст- ройства заключаются в том, что в качестве рассеивателей применяют молочные стекла (прибор может работать только в видимой области спектра с рабочей длиной волны 1!-0,55 мкм, причем пропускание стекла здесь (0,6), кроме того, расширяется спектральный диапазон прибора и болео эффективно используется энергия источника. Изменяя Ь алюминиевого отражателя, можно расширить спектральный диапазон прибора по крайней мере до величины от

0,4 до 15 мкм, Для этого диффузные отражатели выполняются съемными, а нефелометр снабжается набором отражателей различной шероховатости h, Более эффективное использование энергии излучателя объясняется тем, что отражение экрана в видимой области спектра около 0,95-0,98 и в инфра-. красной области 0; 8, Формула изобретения

1, Интегрирующий нефелометр, включающий камеру, снабженную приспособлением для ввода и вывода аэрозоля, источник оптического излучения, оптически связанный через внутренний объем камеры с фотоприемником, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона нефелометра, он дополнительно содержит диффузный отражатель, шероховатость h поверхности которого удовлеворяет условию (асов" / A)>1„ где 3 — длина волны излучения; угол падения излучения на отражатель, при этом источник оптического излучения выполнен в виде источника когерентного излучения, диффузный отражатель установлен на .внутренней поверхности камеры на одной оси с источником излучения и оптически связан с ним, а оптическая ось фотоприемника расположена параллельно плоскости указанного: диффузного отражателя и проходит между этим диффузным отражателем и источником оптическо-. го излучения, Составитель В, Калечиц

Редактор Ю. Середа Техред М.Дидык Корректор Т. Малец

Заказ 4436/44

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытням при ГКНТ СССР

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

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

5 б

2, Нефелометр по п. 1 о т л и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен, по крайней мере, одним диффузным отражателем с вели1497522

6 чиной шероховатости, отличающейся от шероховатости первого диффузного отражателя, и диффузные отражатели выполнены съемными.