Способ калибровки оптических анализаторов дисперсности
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля дисперсности взвешенных в среде микрочастиц , и может быть использовано при калибровке оптических анализаторов дисперсности. Целью изобретения является упрощение и повышение точности калибровки за счет исключения использования эталонных частиц. Для калибровки используют несколько проб одной и той же исследуемой дисперсной среды и измеряют массы этих проб. Затем каждую из этих проб помещают в область счетного объема калибруемого анализатора дисперсности. Импульсы рассеянного отдельными частицами света каждой из проб, зарегистрированные фотоприемником, фиксируют в соответствующих каналах многоканального амплитудного анализатора. Далее производят обработку данных с учетом массы каждой пробы, плотности вещества частиц, количества частиц в каждом канале амплитудного анализатора, зафиксированного для каждой из проб. Связь между номером канала амплитудного анализатора и размером ее частиц аппроксимируют степенным рядом. За счет использования для калибровки частиц, содержащихся в самой исследуемой среде,исключается необходимость в эталонных частицах. чз (Л ЗЭ Јъ Ю w N3
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
g5q)S G О! И 1Я02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ частицах.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4473459/25 (22) 12.ОЯ.Я8 (46) 15.04.91. Бюл. № 14 (71) Институт неорганической химии
СО АН СССР (72) А.А„ Никифоров и С.Н. Лунегов (53).66.063.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1260757, кл. G 01 N 15/02, 1986.
К, 3aenicke. Aегоsol science, 1972, v, 30, р. 95 11! (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ
АНАЛИЗАТОРОВ ДИС11ЕРСНОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно — .измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля дисперсности взвешенных в среде микрочастиц, и может быть использовано при калибровке оптических анализаторов дисперсности, Целью изобретения является упрощение и повышение точности калибровки за счет исключения испольИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля дисперсности взвешенных в среде микрочастиц, и может быть использовано при калибровке оптических анализаторов дисперснос и.
Целью изобретения является упрощение и повышение точности калибровки путем исключения использования эталонных частиц.
„„SU„„1642324 А 1
2 зования эталонных частиц. Для калибровки используют несколько проб одной и той же исследуемой дисперсной среды и измеряют массы этих проб. Затем каждую из этих проб помещают в область счетного объема калибруемого анализатора дисперсности. Импульсы рассеянного отдельными частицами света каждой из проб, зарегистрированные фотоприемником, виксируют в соответствующих каналах многоканального ампли тудного анализатора. Далее производят обработку данных с учетом массы каждой пробы, плотности вещества частиц, количества частиц в каждом канале амплитудного анализатора, зафиксированного для каждой из проб. Связь между номером канала амплитудного анализатора и размером ее частиц алпроксимируют степенным рядом. За счет использования для калибровки частиц, содержащихся в самой исследуемой среде,исключается необходимость в эталонных
Способ осуществляется следующим образом.
Отбирают N проб едной и той же исследуемой дисперсной среды, определяют массу m каждой из этих проб.
Затем пробы поочередно помещают в область счетного объема калибруемого оптического анализатора.дисперсности и облучают лучком зондирующего света, регистрируют отдельно для. каждой пробы импульсы фотоприемника, соответствую3 1642324 4 щие импульсам света, рассеянного частицами дисперсной среды, Фиксируют для каждой i-и пробы распределение (1)
N числа частиц по каналам I амплитудного анализатора.
Дальнейшая обработка полученных данных состоит в следующем.
Соответствие между номером канала
I многоканального амплитудного анали- 10 затора, где регистрируются сигналы с фотоприемника, и размером частицы К соответствующим данному каналу, задается в виде степенного ряда:
l5
К = ар+а I+a
{1о
Йо к а Т (1) =о
11роведя N измерении, будем иметь
N р различных распределении„ как и
20 число неизвестных коэффициентов а 1, в (1) . Задачей калибровки становится определение значений коэффициентов а . Для решения ее необходима система из N уравнений.
Выражая объем Ч частицы в предпо,",ожении сферичности ее формы в виде
4 r- 3
3- к К3 rpe К хар ктер размер частицы, искомую систему урав30 нений получим в виде системы трансцендентных нелинейных уравнении:
+pV N (<)
4кД = — > () — К И = m ; (2)
3 а. 33 — 1 ., N ) — число частиц в канале с номером
1 в i-й пробе исследуемого вещества
45 — число взятых
Проб;
1 плотность материала исследуемых частиц; 50 масса соответствующей пробы.
Так как система 2) содер>кит Nð уравнений и N неизвестных, а все кривые распределений 1 (1) отличают> ся одна от другой, то данная система является невырожденной и имеет един-. ственное решение. Решение может быть наидено при помощи стандартного метода Ньютона или его модификаций, Найденные в результате такого решения неизвестные коэффициенты а к для каждого исследуемого материала заносятся в память машины, .а затем автоматически считываются при обработке соответствующих экспериментальных данных.
Эксперименты и расчеты на ЭВМ с различными формами кривых распределения, имитирующих дисперсные составы исследуемых сред, показали, что достаточно ограничиться третьим квадратичным членом разложения в (1) дпя достижения разумной точности калибровки в несколько процентов в определении раз— мера частицы, то есть отбирая и измеряя три пробы вещества. Предположение о сферичности частиц, сделанное выше, накладывает основное ограничение на точность определения размера частиц и делает физически невозможным опреде— лить истинный размер точнее нескольких процентов. Значительная статистика (число регистрируемых частиц сос— тавляет несколько сотен тысяч) и эффективное усреднение всех характеристик исследуемых сред делают оправданным предположение о сферичности частиц. !
Таким образом, в предлаг а емом сп ос обе благодаря тому, что к апи бр ов к а проводится по самим исследуемым веществам и не требует использования эталонных частиц, достигается упрощение процесса калибровки . Кроме того, исключ ают ся ошибки калибровки, вызванные различием свойств рассеивания реальных частиц дис пер с ной среды и эталонных частиц .
Формула изобретения
Способ калибровки оптических анализаторов дисперсности, включающий облучение проб дисперсной среды зондирующим пучком света анализатора дисперсности, регистрацию импульсов света, рассеянного частицами проб, фотоприемником, анализ электрических импульсов фотоприемника с помощью многоканального амплитудного анализатора, о т л к ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения и повышения ч р
4и
3 () где N
No ,К
k-o
l.
15 где k = 0,1,2,...,N при этом величины коэ<ррициентов à к определяют из решения системы N о уравнений ного анализатора, p — - плотность материала исследуемых частиц.
Составитель P. Иванов
1 г
Техред Л. Олийнык Корректор И. Муска
Редактор А. Маковская
Заказ 1142
Тираж 389
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 1642324 точности калибровки путем исключения использования эталонных частиц, предварительно отбирают Ид проб одной и той же исследуемой дисперсной среды, определяют массу m каждой из проб, а связь между номером Е канала многоканального амплитудного анализатора и размером R частицы находят из соотношения:
3 )
R N = m 5 ()
К.1 И m
J=1 ,-- R N = щ
Э (Ho) с J Щ> число частиц в канале с номером I в i A пробе исследуемой среды;
1ь2.. ° Na> количество учитываемых при анализе каналов многоканаль


