Устройство для измерения размеров и счетной концентрации аэрозольных частиц Советский патент 1984 года по МПК G01N15/02 

111 Изобретение относится к устройствам для регистрации концентрации и размеров аэрозольных частиц. Известен счетчик частиц аэт)озоля с оптическим методом формирования счетного объема, содержащий оптическую систему осветителя, канал аспира ции и оптическую систему с фотоприем ника. Элементы систем расположены так, что оси систем осветителя, фото приемника и ось симметрии канала аспирации пересекаются в центре счетного объема Ц. Недостатком этого устройства является значительная величина счетног объема, что ограничивает его применение при больших концентрациях аэро золя . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения размеров и счетной концентрации аэрозольных час тиц содержащее оптическую систему осветителя, включающую источник свет диафрагму, объектив, канал аспирации оптическую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприе1 Ь1ик, причем оптические оси систем осветителя, приемника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объемаS составляя между собой угол Величина светад рас сеянного частицей аэрозоли, попавшей в счетный объем, анализируется фотоприемником. Размеры счетного объема определяются из условия предельно из меряемой концентрации и вероятности попадания в границу этого объема. Эти два условия противоречивы. Первое требует минимальных размеров счетного объема, но при этом значительно увеличивается вероятность попадания в границу счетного объема 2j. Недостатком известного устройства является низкая предельно измеряемая концентрация частиц вследствие необходю ой большой величины счетного объема. Уменьшение величины счетного объема за счет диафрагм приводит к увеличению погрешности измерения j, обусловленной регистрацией частиц, прошедших по границе счетного объема Цель изобретения - увел1 чение пре дельно измеряемой концентрации и повьшение точности измерения размеров частиц аэрозоли. Цель достигается тем, что в устрой ство для измерения размеров и счетной 2 концентрации аэрозольных частиц, содержащее оптическую систему осветителя, включающую источник света, диафрагму, объектив, канал аспирации, оптическую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприемник, причем оптические оси систем осветителя, приемника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол 90 , снабжено отражающей призмой, установленной между диафрс1Гмой и фотоприемником оптической системы фотоприемника, причем боковое ребро отражающей призмы параллельно оси канала аспирации, и дополнительным фотоприемником, расположенным по противоположную сторону призмы относительно основного фотоприемника, причем выходы фотоприемников соединены через сумматор с ключом и непосредственно с управляющими входами ключа. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Устройство содержит оптическую систему осветителя, состоящую из источника света 1, прямоугольной полевой диафрагмы 2 и объектива 3, канал аспирации 4, оптическую систему приемника, состоящую из объектива 5, диафрагмы 6, отражающую призму 7, фотоприемники 8 и 9, сумматор аналогового сигнала 10 и управляемьй ключ 11. Оптические оси систем осветителя и приемника и ось канала аспираци: 4 пересекаются в центре счетного объема, составляя между собой угол 90 , а отражающая призма 7 установлена так, что ее боковое ребро параллельно оси канала аспирации 4 проходит через оптическую ось приемной системы и разбавляет оси приемников, расположенных по противоположные стороны призмы. Устройство работает следутощим образом. Свет, излучаемый источником 1 ,, диафрагмируется прямоугольной полевой диафрагмой 2, фокусируется объективом 3 в область канала аспирации 4 так, чтобы изображение диафрагмы 2 перенести ка пересечение оси симметрии канала 4 и главной оптической оси приемной системы. Прямоугольная диафрагма 6 совместно с объективом 5,, входящие в приемную систему,,

3

ограничивают поле зрения приемников 8 и 9.

Поле зрения приемников 8 и 9 разделяется на 2 равные части призмой 7 так, чтобы линия раздела проходила через главную оптическую ось оптической системы приемника и каждьш из приемников имел свое поле зрения. Для этого боковое ребро призмы 7 устанавливается параллельно оси канала 4 и проходит через главную оптическую ось объектива 5. При таком построении поля зрения приемников 8 и 9 не перекрываются и все излучение, рассеянное частицей, попавшей в счетный интенсивноосвещенньй объем, попадает либо на один из приемников, либо на два одновременно

Частица аэрозоли, проходя через счетный объем, засвечивается и в зависимости от траектории рассеянное излучение, проходя через объектив 5 и диафрагму 6, попадает на одну из граней отражающей призмы и соответственно на один из приемников либо на обе грани одновременно и соответственно на два приемника сразу. В

6024

первом случае частица не регистрируется электрической схемой благодаря работе 11, так как наличие сигнала с одного приемника свидетельствует о

том, что частица гфошла не по центру счетного объема. Во втором случае частица проходит по границе раздела счетного объема приемниками, следовательно, через центральную часть счетного объема и потому сигнал, поступающий с двух приемников одновременно, просуммировавшись на устройстве 10, проходит на выход устройства через открытый ключ 11.

Величина счетного объема для предлагаемого устройства по сравнению с прототипом будет на порядок меньше. Это позволяет измерять размеры частиц аэрозоли при концентрациях

значительно более высоких, при этом не ухудшается точность измерения.

Кроие того, предложенная койструкция устройства приводит к более равномерному заполнению счетчиков Частиц при измерении функции распределения частиц по размерам.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И СЧЁТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее оптическую систему осветителя, вклю чающую источник света, диафрагму, объектив, канал аспирации, оптичес1 кую систему фотоприемника, включающую объектив, диафрагму и фотоприемник, причем оптические оси систем освети- теля, приемника и ось канала аспирации пересечены в центре счетного объема, составляя между собой угол 90, отлич ающе еся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций частиц и повышения точности измерений, в оптическую систему фотоприемника введена отражающая призма, установленная между диафрагмой и фотоприемником оптической системы фотоприемника, причем боковое ребро отражающей призмы параллельно оси канала аспирации, и дополнительньй фотоприемник, рассл положенньй по противоположную сторону призмы относительно основного фотоприемника, причем выходы фотоприемников соединены через сумматор с клю- 2 чом и непосредственно с управляющими входами ключа. 11 /