Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности , метеорологии, медицине, при контроле запыленности. Цель изобретения - уменьшение нижнего предела измеряемых размеров за счет снижения частоты сканирования без уменьшения скорости движения частиц. Поток исследуемых частиц освещают сканируемыми световыми пучками, смещенными один относительно другого в направлении , движения частиц на величину, равную размеру световых пучков. Импульсы рассеянного частицами света формируют в пачки и выделяют их огибающие, по которым судят о размерах и концентрации частиц. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 15 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 857789 (21) 4658773/25 (22) 06.03.89 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (71) Научно-производственное объединение

«Тайфун» (72) С. М. Коломиец (53) 539.215.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 857789, кл. G 01 N 15/02, 1978. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И КОНЦЕНТРА—

ЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контроле запыленности и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 857789.

Целью изобретения является уменьшение нижнего предела измеряемых размеров за счет снижения частоты сканирования без уменьшения скорости движения частиц.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1.

Устройство содержит осветитель 1 (например, ОКГ), рефлектор 2, объектив 3, фокус 4 которого лежит в области пролета частиц, вогнутое сферическое зеркало 5 (установленное соосно с объективом) 3 и приемно-анализирующий блок 6. Зеркало 5 имеет радиус кривизны R, равный расстоянию зеркала 5 от фокуса 4 и установлено с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси объектива и направлению движения частиц (вокруг оси, пер„„SU„. 1643994 А2

2 пользовано для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контроле запыленности. Цель изобретения уменьшение нижнего предела измеряемых размеров за счет снижения частоты сканирования без уменьшения скорости движения частиц. Поток исследуемых частиц освещают сканируемыми световыми пучками, смещенными один относительно другого в направлении, движения частиц на величину, равную размеру световых пучков. Импульсы рассеянного частицами света формируют в пачки и выделяют их огибающие, по которым судят о размерах и концентрации частиц. 2 ил. пендикулярной плоскости чертежа) . При этом в фокальной плоскости объектива 3 отраженный от зеркала 5 пучок смещен в направлении движения частиц на величину, равную своему диаметру относительно пучка, фокусируемого объективом 3. Приемно-анализирующий блок 6 установлен так, что собирает определенную часть света, рассеянного исследуемыми частицами при их пролете через световой пучок.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от осветителя 1 дефлектором 2 сканируется в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц с периодом повторения Т. Объектив 3 фокусирует пучок в область пролета частиц.

В фокальной плоскости объектива 3 пучок а имеет диаметр 2о, причем линейная амплитуда сканирования заведомо превосходит указанный диаметр. Зеркало 5 строит в фокальной плоскости объектива 3 изображения b пучка а с увеличением — 1 (поскольку фокусное расстояние вогнутого сфеR рического зеркала равно — ) . Наклоном зер2

1643994

Формула изобретения

Я-А фиг, 2

Фиг.1

Составитель Н. Гришенко

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ !235 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 кала 5 добиваются того, чтобы расстояниЕ между пучками а и Ь было примерно равно диаметру указанных пучков 2а (точнее говоря, их размеру в направлении движения частиц).

Таким образом, исследуемые частицы освещают пучками света, смещенными относительно друг друга в направлении движения частиц на величину, равную размеру пучков в указанном направлении. Далее приемно-анализирующим блоком 6 импульсы рассеянного частицами света формируют в пачки и выделяют огибающие этих пачек, по которым (огибающим) и судят о размерах и концентрации частиц.

Поскольку при освещении частиц одним пучком период Т сканирования пучка и скорость движения частиц V связаны соотноЛ шением T(—,,где Л вЂ” размер пучка (в фокальной плоскости объектива 3), в пределах которого неоднородность интенсивности не превосходит заданной величины (положим для определенности, 20%), то любая частица хотя бы один раз будет пересечена достаточно однородной областью пучка.

Для наиболее часто встречающегося гауссова профиля лазерного пучка А о, т. е. о

T(—. В устройстве пучки а и b будут сканироваться в противофазе, навстречу друг другу (их взаимное положение в направлении сканирования будет меняться с частотой сканирования). При этом интервал между соседними моментами времени, в которые пучки а и b имеют одинаковое положение в направлении сканирования (одинаковое смещение из начального положения)

7 равен и —. Наложение пучков а и b будет

А иметь место лишь при начальном их положении (на оси объектива 3). Для произвольной координаты частицы в направлении сканирования (но, естественно, не превышаю5 щей амплитуды сканирования) наложение пучков а и b, вообще говоря, не будет иметь места, В этом случае, как показы2о вают расчеты, Т вЂ” „, в то время как при

10 освещении частиц одним пучком T(. о, Предлагаемый способ позволяет в два раза увеличить период сканирования. Соответственно, в два раза увеличиваются длитель15 ности импульсов рассеянного частицами света и в два раза может быть уменьшена полоса пропускания электронного тракта. При этом улучшается снижение сигнал — шум и, следовательно, уменьшается нижний предел измеряемых размеров частиц.

При неизменном периоде сканирования скорость движения частиц может быть увеличена в два раза. При этом уменьшаются погрешности, связанные с забором частиц из движущейся среды (допустимая скорость ветра повышается примерно в два раза) .

Фотоэлектрический способ измерения разЗц меров и концентрации взвешенных частиц по авт. св. № 857789, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нижнего предела измеряемых размеров за счет снижения частоты сканирования без уменьшения скорости движения частиц, указанные частицы освещаЗ5 ют пучками света, смещенными относительно друг друга в направлении движения частиц на величину, равную размеру световых пучков.