Устройство для определения размеров аэрозольных частиц

 

Изоброетение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения размеров частиц в различных областях науки и техники при исследованиях двухфазных сред, в частности при летных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения. Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения размеров отдельных аэрозольных частиц. Принцип работы устройства основан на регистрации рассеянного частицами лазерного излучения в измерительной ячейке между торцами светопроводящих каналов. Дифракционный Фурье-образ аэрозольных частиц в виде аналогового сигнала снимается с фотоприемника и обрабатывается по признакам, связанным с закономерностями дифракционной картины от единичных сферических аэрозольных частиц Светопроводящие каналы имеют профилированную внешнюю поверхность. Обмерзание свегопроводящих каналов устраняется электрическим нагревом . Попаданию в сеетопроводящие каналы аэрозольных частиц препятствует создание в них избыточного давления 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721092/25 (22) 19.07.89 (46) 07.11.91. Бюл. N.. 41 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) А.И.Бобрышев и В,Л.Петренко (53) 621.397.331.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11226677222255, кл. G 01 N 15/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗМЕРОВ АЗРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изоброетение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения размеров частиц в различных областях науки и техники при исследованиях двухфазных сред, в частности при летных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения. Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений размеров частиц в различных областях науки и техники при исследованиях двухфазных сред, в частности при летных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения.

Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов измерения размеров отдельных аэроэольных частиц.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — конструкция светопроводящих каналов.

Устройство (фиг.1) состоит из квантового генератора 1, формирующего объектива 2 и примыкающего к нему светопроводящего Ы 1689801 Al измерения размеров отдельных аэроэольных частиц. Принцип работы устройства основан на регистрации рассеянного частицами лазерного излучения в измерительной ячейке между торцами светопроводящих каналов, Дифракционный

Фурье-образ аэрозольных частиц в виде аналогового сигнала снимается с фотоприемника и обрабатывается по признакам, связанным с закономерностями дифракционной картины от единичных сферических аэрозольных частиц, Светопроводящие каналы имеют профилированную внешнюю поверхность. Обмерэание светопроводящих каналов устраняется электрическим нагревом. Попаданию в светопроводящие каналы аэрозольных частиц препятствует создание в них избыточного давления, 2 ил. канала 3. Светопроводящий канал 4 заканчивается непрозрачной перегородкой 5 и установлен перед Фурье-преобразующим объективом 6. Внутренняя поверхность светопроводящих каналов выполнена в виде цилиндров, оси которых совпадают с оптической осью устройства. Лазерный луч 7, распространяющийся вдоль оптической оси, образует между торцами светопроводящих каналов 3 и 4 измерительный обьем 8.

Фигурная диафрагма 9 установлена за объективом 6 перед цилиндрической линзой 10.

В фокальной плоскости линзы 10 установлен фотоприемник 11.

Работой фотоприемника управляет система 12 автоматической обработки резуль1689801 татов измерений, Результаты измерений отображаются на устройстве 13 индикации.

Все потребители электрической энергии подсоединены к блоку 14 питания. Источник

15 избыточного давления подсоединен к светопроводящим каналам 3 и 4 с помощью трубопроводов 16, Светопроводящие каналы выполнены (фиг.2) в виде металлических секций 17 и 18, соединенных прослойкой 19 материала, имеющего большее электрическое сопротивление (нагревательный элемент). Секции

17 и 18 подключены к источнику 20 электрического тока. Источником электрического тока может являться блок 14 питания, Устройство работает следующим образом.

Поток аэрозоли пересекает измерительный объем 8, образованный лучом 7 оптического квантового генератора 1 между торцами светопроводящих каналов 3 и 4.

Рассеянное аэрозольными частицами лазерное излучение проходит через Фурьепреобраэующий объектив 6 и после изменения интенсивности световой энергии диафрагмой 9 попадает на цилиндрическую линзу 10. Затем сформированный объективом 6, фигурной диафрагмой 9 и линзой 10 дифракциониый образ аэроэольных частиц проецируется на фотоприемнике 11. Дифракциоиный образ в виде аналогового электрического сигнала снимается с ячеек фотоприемника 11 и обрабатывается автоматической системой 12, где проводится диагностирование детерминированного случайного привязанного к координатам устройства суммарного дифракциониого спектра ансамблей аэрозольных частиц по признакам, связанным с закономерностями дифракционной картины рассеяния от единичной капли, Результаты обработки дифракциониого спектра ансамблей частиц (или единичной частицы) в виде функции распределения частиц по диаметрам выдаются на устройство

13 индикации.

Недифрагираваиное лазерное излучение попадает в замкнутый непрозрачной перегородкой 5 светопроводящий канал 4, являющийся "ловушкой" для лазерного луча и препятствующий "ослеплению" соседних с оптической осью ячеек линейного фотоприемника.

Обмерэание наружных поверхностей светопроводящих каналов 3 и 4, которое может произойти при осаждении на них переохлажденных водяных капель, устраняется нагревом прослойки 19 материала с большим омическим сопротивлением (а следовательно, и нагревом всей конструкции каналов) при прохождении через нее электрического тока.

Попаданию в светопроводящие каналы

3 и 4 аэроэольиых частиц препятствует на5 личие в них избыточного давления (по сравнению с давлением газовой фазы в аэрозольном потоке), Избыточное давление поступает в каналы 3 и 4 от источника 15 по трубопроводам 16. Создаваемый при этом

10 поток газа одновременно охлаждает внутреннюю поверхность каналов 3 и 4, чем устраняется возможность перегрева нагревательных элементов.

Внешняя поверхность светопроводя15 щих каналов профилируется из соображений создания минимального аэродинамического сопротивления обтекающему ее аэрозольному потоку и тем самым внесения в поток минимальных ис20 кажений.

Формула изобретения

Устройство для определения размеров

25 аэроэольных частиц, содержащее оптически согласованные квантовый генератор, формирующий объектив и измерительный объем; фигурную диафрагму, Фурье-преобразующий объектив, оптически согласован30 ные цилиндрическую линзу и фотоприемник в виде линейного прибора зарядовой связи (ПЗС), соединенный с системой автоматической обработки и отображения результатов измерений, отличающееся тем,что,с

35 целью повышения точности и расширения пределов измерения размеров отдельных аэрозольных частиц, Фурье-преобразующий объектив оптически согласован с расположенными после него фигурной

40 диафрагмой и цилиндрической линзой, измерительный объем сформирован между орцами двух светопроводящих каналов, внутренняя поверхность которых имеет цилиндрическую форму, диаметр цилиндров

45 больше диаметра лазерного луча, а оси совпадают с оптической осью устройства, причем один иэ световодов оптически согласован с формирующим объективом и является его продолжением, другой установлен перед Фурье50 преобразующим объективом и заканчивается непрозрачной перегородкой, примыкающей к преобразующему объективу, внешние поверхности светопроводящих каналов профилированы и выполнены из металлических секций, 55 разделенных слоями материала с большим электрическим сопротивлением и подключенных к источнику электрического тока, устройство дополнительно содержит источник избыточного давления газовой фазы, соединенный со светопроводами.

1689801 ноЯ мме

gCb

Фиг. 2

Составитель Г.Можаров

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 3807 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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