Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц Советский патент 1984 года по МПК G01N15/00 

00

ю

оо со

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в химической и других отраслях промышленности для измере ния размеров частиц микронных размеров.

Известно устройство для измерения размеров взвешенных частиц, содержащее источник излучения, канал для протока жидкости и фотоприемник, регистрирующий рассеянное частицами излучение С13.

Недостатком устройства является то, что регистрацию рассеянного света производят в небольшом телесном угле, вследствие чего ограничен нижний предел измеряемых размеров частиц.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения размеров частиц, содержащее цилиндрическ 1й канал, источник излучения, оптическая ось которого совпадает с осью канала, линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение C2J.

Недостатками известного устройства являются ограниченный угол регистрации рассеянного света и размытые границы рабочего объема.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет увеличения телесного угла сбора рассеянного излучения с меньшего счетного объема.

Поставленная цель достигается тем, iTO в устройстве для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц, содержащее цилиндрический канал, источник излучения, оптическая ось которого совпадает с осью канала, линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение, линза выполнена кольцевой, при этом внутренняя поверхность линзы сопряжена с наружной поверхностью канала, образующая наружной поверхности линзы представляет дугу окружности с радиусом, меньшим радиуса наружной поверхности канала, а фотоприемник выполнен с кольцевой фоточувствительной площадкой, окружающей линзу и установленной в поле ее зрения.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства .на фиг.2 кольцевая линза с фотоприемником.

Устройство содержит источник 1 излучения, цилиндрический канал 2 (направление движения потока указано стрелками), кольцевую лицзу 3, фотоприемник 4, подключенный к анализатору 5, и светоловушку б. Цилиндрический канал 2 снабжен прозрачными окнами (не показаны) для ввода и вывода пучка излучения. Точка О обозначает центр рабочего объема.

Устройство работает следующим образом.

Пучок излучения от источника 1 с достаточно однороднь профилем интенсивности и диаметром, меньшим внутреннего диаметра канала, направляют в поток исследуемой жидкости, движущейся по оси пучка, совпадающей с осью канала 2 (показатель преломления материала стенок канала близок к показателю пре5 ломления жидкости). Излучение,рассеянное частицами, находящимися в окрестности точки О (и обозначенное штриховыми линиями), проходит через границу раздела жидкость - внутрен0 няя стенка канала практически без преломления, так же, как и границу внешняя стенка канала - поверхность кольцевой линзы 3. В результате в любом сечении, проходящем через ось

5 канала, образуется практически одна сферическая прелбмляющая поверхность - внешняя поверхность линзы, оптически сопрягающая точку О (ось канала) с поверхностью фотоприем0 ника 4. При,этом, в силу цилиндрической сиг шетрии, изображением точки О является окружность. Импульсы с фотоприемника анализируются блоком 5.В направлении оси канала величина

с рабочего объема определяется шириной фотоприемника 4, а в перпендикулярном направлении - шириной пучка излучения.

В данном случае в каждом сечении,

0 проходящем через ось канала, изображение частиц будет практически стигматическим (ограничено только дифракцией), что позволяет получить резкие границы рабочего объема в

5 направлении потока и, следовательно, уменьшить погрешности измерений при достаточно большом телесном угле, из которого собирается рассеянный свет (отметим, что достаточно

0 резкие границы объема в перпендикулярном направлении могут быть сформированы осветителем 1 без особой сложности, поскольку область геометрической тени составляет десятки

5 сантиметров, а длина канала может быть значительно меньше),

Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить нижний предел иэмеряекых размеров частиц за счет значительного уменьшения

уровня фонового излучения, рассеянного границами потока (стенками канала ).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ВЗВЕШЕННЫХ В ЖИДКОСТИ ЧАСТИЦ, :одержащее цилиндрический канал, источник излучения, оптическая .,.о..;--., -,-:;«. ось которого совпадает с осью канала, линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет -увеличения телесного угла сбора рассеянного излучения с меньшего счетного объема, линза выполнена кольцевой, при этом внутренняя поверхность линзы сопряжена с наружной поверхностью канала, образующая наружной поверхности линзы представляет дугу окружности с радиусом, меньшим радиуса наружной поверхности канала, а фотоприемник выпол- , нен с кольцевой фоточувствительной площадкой, окружающей линзу и уста(О новленной в поле ее зрения.