Прибор для определения дисперсности и концентрации аэрозоля Советский патент 1983 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в полиграфии, медицине, энергетике для изучения и контроля аэрозолей, в том числе аэрозольных загрязнений вентиляционных выбросов промышленного производства.

Известны устройства для измерения дисперсности и концентрации частиц аэрозолей, содержащие источник коллимированного пучка света, распространяющегося через аэрозоль, фотоприемники света, рассеянного аэрозолем в заданном направлении и ослабленного аэрозолем, светофильтры, поляроиды, установленные н пути распространения света l и 2

Недостатками таких устройств являются невысокая чувствительность измерений из-за невозможности разделения сигнала и фоновой составляющей тока фотоприемника, а также узкий, диапазон измерения тока фотоприсмника и, соответственно, концентрации частиц аэрозоля.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения дисперсности и концентрации аэрозоля, содержащий источник коллимированного пучка света, измерительный объем, узел визирования рассеянного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного пучка света, поляроиды, светофильтры, фотоприемник, расположенньй на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник, расположенные в узле визирования З .

Для тарировки этого прибора необходимы разборка и замена его узла Прибор не позволяет проводить измерения рассеянного света фотоприемником и визуально без разборки и замены узлов прибора, при этом снижается точность измерений параметров аэрозоля, усложняется эксплуатация прибора. .

Целью изобретения является повышение точности измерений в расширенном диапазоне концентрации и дисперсности аэрозоля.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения дисперсности и концентрации аэрозоля, содержащем источник коллимированного пучка света, измерительный объем, узел визирования рассеянного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного света, поляроиды, светофильтры и фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостья свечения и фотоприемник, расположенные в

узле визирования, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник расположены по оптической оси, перпендикулярно оси узла визирования, а в точке пересечения оси узла визирования и оптической оси установлен отражатель с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля сравнения.

Такое расположение отражателя с прорезями обеспечивает одновременно прохождение рассеянного света к фотоприемнику узла визирования, наблюдение измерительного объема аэрозолЛ, рассеивающего свет, и экрана с регулируемой яркостью свечения.

Прибор работает в наиболее оптимальном режиме (обеспечивает наибольшую точность сравнения яркостей) , когда равны расстояния от экрана с регулируемой яркостью свечения и измерительного объема до отражателя.

На фиг. 1 изображена схема прибора; на фиг. 2 - внешний вид отражателя, разрез А-А на фиг. 1.

Прибор содержит измерительный объем 1, ксторьм в данном варианте является участок вытяжного трубопровода, источник коллимированного пучка света 2 (в качестве которого моfer быть использован лазер), визирное устройство 3, отражатель 4 с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля сравнения, фотоприемники 5-7, светофильтры 8 - 10, поляроиды 11, 12, диаграмму 13, объектив 14, экран с регулируемой яркостью свечения 15, источники питания 1618, контрольно-измерительную аппаратуру 19 для измерения токов фотоприемников 5 - 7 и тока источника света для экрана 15, угломерную шкалу 20 перемещения визирного устройства.

Расстояния между экраном 15 и отра)Лателем 4, а также между высвечиваемым аэрозолем и отражателей 4 соответственно равны.

Прибор работает следующим образом.

Коллимированный пучок света от источника 2 делится на две части. Первая направляется в фотоприемник 5, а вторая - на аэрозоль, проходящий через измерительный объем 1, и попадает в фотоприемник 6. Свет, рассеянный аэрозолем, под заданным углом попадает в визирное устройство 3, где, отразившись от одной из поверхностей отражателя 4, направляется в фотоприемник 7. По току фотоприемника 7 измеряется интенсивность рассеянного света. Част рассеянного света проходит через

прорези отражателя 4 к наблюдателю для сравнения яркости высвечи-. вания аэрозоля и яркости изображения экрана 15.

Последнее изображение образуетс с помощью второй отражающей поверх ности отражателя 4.

Для измерения световой характеристики яркости экрана 15 (тарировки прибора) используется фотоприемник 7 с объективом 14 при удаленном отражателе 4.

Интенсивность света, рассеянного аэрозолем под заданные углом, при малых концентрациях измеряется по току источника света, освещающего экран 15, пересчитанному на ток фотоприемника 7 по световой характеристике яркости экрана 15. В этом случае дисперсность частиц аэроэоля определяется по семейству рассчитанных индикатрис рассеяния света, а концентрация - по полученной дисперсности и токам фотоприемников б и 7; расчет ведется по известной методике З .

При больших концентрациях аэроэоля интенсивность рассеянного света измеряется непосредственно по току фотоприемника 7, а источник освещения экрана 15 должен быть отключен, при этом дисперсность частиц также определяется по семейству рассчитанных индикатрис рассе.яния света. Использование двух фотоприемников 5 и 6 для измерения моности прямого и ослабленного пучков света позволяет при известной дисперсности по одному измерению более точно определить концентрацию аэрозоля, учесть погрешность измерения за счет многократного рассеяния света;

Счетная концентрация определяется по формуле

fls

М)

0

N

(аср) .е при ЕП (05/36)62,5, где 35 3 - токи фотоприемников 5 и 6 (в отсутствие

5 ослабления света аэроэолема5-3б); ) фактор эффективности

ослабления света слоем аэроэоля - зависит от

0 материала и среднего радиуса частиц - .а определяется предварительно по индикат.рисе рассеяния света;

5 - - толщина просвечиваемого слоя аэрозоля. По N иоср можно также определить объемную концентрацию частиц, площадь поперечного сечения частиц и другие параметры.

0

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения, улучшить условие настройки и эксплуатации прибора, уменьшить время измерений.

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ, содержащий источник коллимироf / i4S ЛУ. / ..;., ,г.;г V V ванного пучка света, иэмерительный объем, узел визирования рассеянного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного пучка света, поляроиды, светофильтры, фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник, расположенные в узле визирования, о тличаю1;|ийся тем, что, с целью повышения точности измерений в расширенном диапазоне концентраций и дисперсности аэрозоля, зкран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник расположены по оптической оси, перпендикулярной оси (Л узла визирования, а в точке пересечения оси узла визирования и оптической оси установлен отражатель с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля срягвнения. ел 4 vj :)

/Ч-/

Отра:какщие noSeft)(HOCfnu

гУ