Способ определения фазового состава облачного аэрозоля и дисперсности сферических аэрозольных частиц
Использование: анализ микроструктуры распыленных жидкостей и порошксэ. контроль загрязнений среды иработь, пылеулавливающих установок. Сущность изобретения: ан.члмз симметричных и несимметричных дифракционных максимумов при освещении аэрозоля монохроматическим светом. 1 .. п. di-лы, З ил.
СО1ОЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИ П .."С ГИ E :ÊÈX
РЕСПУ >ЛИК
175851с> Al
<ь;:т; G 01 N 15/02 г ОсудАРс! нны Й кО.:4итРт
ПО ИЭОБРЕ i Åi- ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОГ1ИСАНИЕ ii Ü РЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВКrl:"=-: ="=-: )И > (21) 4791036/25 (22) 14.02.90 (46) 30.08.92, Бюл, М 32 (72) A. И. Бобоышев, В. Л, Пе-ренко и Т, В.
Попкова (56} Авторское свидетельство СССР
М 344395, кл. 6 01 М 15/00, 197".
Кейсесент Д. Оптическая обработка информации. — М.: M«p, 1980, с. 130.
Устройст=о " У1а!чего 2200": Проспект фир-. ы "Ма! Уег т" (Великсц:«тания).
Авто >оксе свидетельс-. Во ССС
М 12672" >, кл G 0 . гч 15/02 963
Изобретение относится к устройствам для определения и контосля фазового состава и дисперсHocT«облачнсй аэрозоли, и может быть использовано, в частно<-.ти, при летных и .трубных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения и электризации, а также в метеорологии, в биологии и химической технологии для анализа микроструктуры распыленных жидкостей и порошков и индикации наличия в аэрозоли сферических и несферических дисперсных частиц, для контроля загрязнений окружающей среды и работы пылеулавливающих установок в различных отраслях промышленности.
Известен способ для оценки фазового состояния облаков и концентрации кристаллов льда в обгака>., реализаваннь.й в устройстве, по которому с помощью источника света и конденсатора формируется световой луч, освещающий световое поле оптической системы. Частицы аэрозоля, пролетающие через световое поле. обусловливают световые вспышки, улавливаемые оптической системой и направляемые ею на (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОБ .:.: т
СОСТАВР ОБЛАЧНОГО АЭРОЗОЛ>-: И,".ИСПЕРСНОСТИ СФЕРИЧЕСКИХ АЭРОЗОЛЬН ЫХ.ЧАСТИЦ (57) Использование; анализ микроструктуры распыленных жидкостей и порошкоь, контроль загрязнений среды и работь, пылеулавливающих установок. Сущность изобретения. ан.-:лиз симметричных и несимметричных дифракциснн ых л":аксимумов при освещении аэрозоля монохроматическим светом. " п. 4-лы., 3 ил, светоделительную призму, которая направляет обе половины потока на призмы Николя, каждая «=- которых настроена на пропускание одной иэ двух взаимно перпендикулярных компонент света. Призмы
Николя направляют выделенную часть поляризованного светового пото;;.а нс катоды фотоумножителей, на выхода:; которых, возникают элек гричес кие импульсы, и ропорциональные соответствующим облучающим потокам. Амплитуды импульсов сравниваются и оценивается сост ношение между ними, по котсрому определяется фаза аэрозоли, Импульсы от капель фильтр, ются и нерегистрируются. По импульсам, abycловленным кристаллами, с учетом времени регистрации оп редел я от кон центра» лю кристаллов льда. Недостаток:Toiu способа невозможность измерения д«сперсности
"iÇPDÝGË&É, Также известен способ определения размеров аэрозсльных частиц, ".;еал«зсванный B устройстве «заключающ,:йся в получении дифракционногс образца частиц, проецирования его на фотоприемник, со175851б ленных операций до н-.кс 1,)ения об}цего коли 18ства зареГистои рован ных час ; NQI„QQQT" ветствующего предс .а:-.и-ел! но ", совркуп.!Ости, с гобое)кен!18 -;. ./г}ьт -,ОБ изМ808НИЙ На ЖТНОЙCГЯ8:}8! . -"": с)аЦИИ. (IPC1 дусмотр<,:.!ь 31еду!0}ци(-:; ст }ичия: а) CQQ T.-, }}СТ,ТС.". КО .. РДИН ЭТЫ,Г Иф Ра К ИОнны . Максимчл)ов пенвого ПО!)ядка. Ле:каЩие СЛ8ЬВ и СГ!гРава OT С!1ТИЧ6СКОЙ Ос)(; б! выделя:QTcff ..)ди, -;0 -:ные. не=имме}ричные 01 носительно це!}тра с!)улье-пр„"oáp R 3 0 8 8 I. I (", я, максиму м ь}, и О H R} л и -! и ю к с) т (} ) ы х инд1(„ир}уется и!)ИсуTQT6 1(! В с:лач -!0(1 зрсЗСЛИ Т(}8!)Г(ОИ (P33bl:
3) выделяготся пары си(-!Метри н х стносительно центра Г."урье-пред.ра."03c н, -; максимумов, по HB>1}!iñèþ котОрых инд .ци
Суется присутствие 3 аэрозоли жидкой (1.QЗЫ.
На фиг. 1 показана структура IIpOcTpaHственного оптического сигнал;- Е, восстановленного по аналоговым элек —.Оическим сигналам пространственно-чувствительно",о фотоприемника и обусловленного дифракционным рассеянием света на
ОДИНОЧНОЙ жИДКОй КаПЛЕ; На фИГ. с) — СТРУКтУРа СИГНапа От КР.1СтапЛИЧЕСКО . 8ЭРОЗОЛЬнс Й -:астиц(:1: «а фиг, 3 — показан.- струк(ура
ДИ(i}})аКц)101 f)IQ бПИХОВОГО 0 . }! ИЧЕГгКО(i } СИГ наг!а, Boсстановпен«ОГО I}0 Bf1г}ЛОгозым
"-.) 8K: ри".еским сиг-}алам.
Сущност. (!редг;Оженного способа гаключа 1cя ",. FЛCдующ(.;., !
} "СНОХОНмат I+CFKQ8 KC F80(HTH08 ИЗЛ /чение. рассеяíн08 кристаллическими частицс}МИ, СОСТОИТ Иэ ЧИCTC бГ!ИКОВОЙ, 0()УСГ)ОВЛЕННОЙ1 ОтРажЕНИЕМ гВЕта На ГРЗН Х кристалла, и дифракцион::ой компонен-.
Бпиковая компонента рассеянного излучения строго направлена в простпанстве и представлена в сиг! але, снимаемом с пространственно-чувствительного фотоприемника, в виде Îдиночного г:ика.
Д}1фракционная компонента формируегся лишь s частном случае кристалла цилинДРИ 18СКОЙ ФОРМЫ, HO ВЕРОЯТНОСТЬ ориентации кристалла нормально fliiHCAK8 фотоприемника невелика. Цл", кристаллов развитой пространственной конфигурации эта вероятность е(це меньые. ("ледовательно, в еди«ë÷Hblõ 8:,тах рег )страции влияние дифракционной картины отдельных кристаллов будет пренебрежительно л1аг!О, Особенностью Фурье-преобразования оптического излучения на сферической частице является осесимметричное положение дифракциoHHOro образа (дифракционных колец) относительно оптической оси независимо от пространственного положения частиц в измерительном обьеме, Таким образом, расположенный по диаметру д(!фракционных колец линейный пространства :: О-".;вств .тельный фотоприемник с
= .-Ким ГЕ;"В.,8ТОИ,18СK:.}ЛЪ рс-.гтООЛЪ Создаст
5 .а::ыходо последователь}1: сть э ;. }}(1(Эпс }-;с)ича(-,Игс ИМПуГ} ЬГО} .;,! 1б;:: О, - <} КО }
0) i}i I iOR80R1ICT S0C}:.} а нов "I 3 1-. F .iiFÒ:., 1}18,,18.(pвл} НQI.}-. с-"цениq .ПТИ 8СКОГО;И}. -.". = " .,. C .: -
"I0 лец(фи}Г, ": }, Д)1:, л:аксимъма перво; с -;о„:.:
ДИфР-!:}1(lгп- .:.Q! 0 РаССЕ;:НИЯ C.Ç. .C1-.;: .-.ф::,;: с!З(:КОЙ ь :; }(:,)Й Кс I IJIVi,iГЛ()(ОЙ P RÖ l}i C )
ГсЕДЕЛ,;. AQ ФОРМУЛЕ
0,81, с
si О = — - — -, 1г:
F(Где Л длИНа })ОГО}Ь} ОПТИс}8СКО} 0 VB.3, ГНВО 0 } енератора, 8 — - Оациус ),апли, 20 C другой стороны, при рассл".Отрен:1И оптической схемы, стройства дг,я определения размеров à"-розольных части}, IN Л
SfI O = — —, f (2)
25 где N — число ячеек;инейного прострвнс-,венно-чувствительного (}}отоприемника, содержа.,ихся на у )астке QT опти:еской оси
ДО КООРД}1НЭ ГЫ Л .1 Cl МУMR A .PBC. 0 ПОРЯДКд
> I18РВ0гО ГИфРаКЦИПННOI (КОЛЬ}}Э
30 Л вЂ” пер од расположения ячеек пространстdCH:13 чув=-,в.}гепьног(} линейногÎ ф01 Оприемника; т фоку(,н08 расстоя !ив (Т, рье-линзы.
}!з (1) v, (2) "ледует, что
0,31 ..1 ° к
;.к— (З) (Ip«нахс)<д8нии в 1эмерителb}I()r обьеме одино}ной сфер вской час}ицы (фиг. 1) соГласно пр}-. дпа Гаел10М}} спОсОбу О! }рсделя40 fÎT координату максимума оптич-эс:о!.с curHала первого порядка (ч:;сло ячеек линейного поостранственно-чув твительного фотоприемника, содержа!цееся на участке -.)ò оптической оси до ма;симума) чд находящегося сле а от оптической
Оси, и координату максимума Nqi, находящегося справа ст оси. Сравн!}ва от координаты, и ccrc,и Jp.1=- N0}1, TO QTI!OQAT
ЧаСтИЦУ К ж(-ДКОй фаЗЫ И ВЫЧИСЛЯЮТ Д,1а50 ме } р частицы в соответствии с формулой (3) Учитывая искаже;1ия КО:1тура дифракц.. нного максимума из-за неэффскт."вности переноса регистра Ф "топр(1емн(1ко}в на ос! Ове поибороь с зарядовсй1 связь)0 и вэзмОх -:у}О
55 инструментальную,,".,;-.Пускаел(ую на пра!.тике несходимость значений Np)!1 Nfli в пoåдепах од«сй-двух ячеек, для lionü}()ения
ТОЧНОСТИ ДИел 8ТР KRППИ 0 ЬЫЧИСЛЯЮТ По среднему зна-(81= и}0 коорди}1ат ма-:.симумов
1758516 аналоговым электрическим сигналам фотоприемника, выделение максимумов дифракционных порядков, определение координат дифракционных максимумов относительно оптической оси, на которой лежит центр
Фурье-пре" 3разования, вычисление диаметров част,ц, отнесение их к размерным классам, циклическое повторение перечисленнь:x операций до накопления общего количества зарегистрированных частиц, соответствующего представительной совокупности, отражение результатов измерений на устройстве регистрации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет распространения области применения на двухфазные дисперсные системы и повышения точности определения дисперсности сферических аэрозольных частиц. соотносят коор5 динаты дифракционных максимумов первого порядка, лежащих слева и справа от оптической оси, выделяют одиночные несимметричные относительно цен ра Фурьепреобразования максимумы и по их
10 наличию индицируют присутствие в облачной аэрозоли твердой фазы, выделяют пары симметричных относительно центра Фурьепреобразования максимумов, пс наличию которых индицируют присутствие в облач15 ной аэрозоли жидкой фазы.
1758516
Составитель Т.Попокова
Редактор Л.Пчолинская Техред M.Mîðãeê Tàë Корректор C. Патруо -"»
Заказ 2994 Тираж Под:
ВНИИПИ Го одписное
И И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород. ул.Гагарина, 101
