Устройство для определения размеров аэрозольных частиц Советский патент 1986 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения размеров частиц, и может быть использовано в различных областях науки и техники при исследованиях двухфазных сред, в частности при летных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения . Цель изобретения - повьшение точности измерения размеров аэрозольных частиц. На чертеже схематически показан вариант вьшолнения устройства. Устройство представляет собой гибридную оптико-цифровую систему обработки информациии содержит оптическую часть, состоящую из гелий-неонового квантового генератора 1 непреры ного излучения с одномодовым режимом работы, формирующий (Объектив 2, изме рительный объем 3, куда попадают час тицы, диафрагму 4, Фурье-преобразующий объектив 5, цилиндрическую линзу 6, фотоприемник 7 типа прибора зарядовой связи (ПЗ.С), систему 8 автоматической обработки и отображения результатов измерений. Питание устройства осуществляется блоком 9. Выбор геометрических факторов диафрагмы 4 обуславливается размером линейки ПЗС факторами оптической Схемы и диапазоном измеряемых размеров частиц. В устройстве функция распределения частиц по размерам получается от суммы прямых измерений одновременно диаметров некоторой совокупности (ансамблей) частиц (образ Фурье), попадающих случайно в измери тельный объем 3. Суммарный дифракционный спектр от этих ансамблей проецируется на фоточувствительную линей ку ПЗС, где в аналоговом виде получается привязанный к координатам детерминированный случайный спектр, который диагностируется на микроЭВМ по признакам, связанным с закономерностями дифракционной картины рассеяния от единичных капель. Устройство работает следующим образом. В процессе измерений набегающий аэрозольный поток попадает в измерительный объем 3. Рассеянное лазерное излучение.от некоторой совокупности частиц аэрозоля проходит через диафрагму 4, меняющую интенсивность световой энергии дифракционного рассеяния аэрозольных частиц, и попадает в виде дифракционной картины на Фурье-преобразующий объектив 5, далее проецируется в фокальной плоскости цилиндрической линзы 6 на ПЗС 7, имеющий Г024 фотоячейки и фотозатвор, открываемый на заданное время экспозиции, запоминая распределение интенсивности рассеянного света. ПЗС 7 при этом выполняет функцию оперативной памяти, т.е. имеет регистры. Управление работой ПЗС и вывод информации производится с помощью схемы 8 автоматической обработки и отображения результатов измерений. Предпагаемое устройство позволяет повысить точность измерения частиц в двухфазном потоке, контролировать размеры облачных капель в реальном масштабе времени, определять эффективность противообледенительных систем и исследовать влияние обледенения ла характеристики устойчивости и управляемости летательного аппарата, сократить время наземной обработки и. анализа летных испытаний, контролир овать в полете полноту сгорания топлива в авиадвигателях, что способствует повьшеяию безопасности полетов самолетов гражданской авиации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ PABI-ffiPOB АЭРОЗОЛЬНЫХ %СТИЦ, содержащее оптически согласованные гелийнеоновый квантовый генератор, формирующий объектив, измерительный объем, Фурье-преобразующий объектив, полу проводниковый фотоприемник, систему автоматической обработки и отображения результатов измерений, блок питания, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, фотоприемник выполнен в виде линейного прибора зарядовой связи с жестким геометрическим растром и в устройство введены оптически согласованные с квантовым генератором диафрагма и цилиндрическая линза, установленные соответственно на входе Фурье-преобразующего объектива и после него, параллельно линейному прибору зарядовой связи, причем в диафрагме выполнен вырез в виде двух секторов с общей верпмной в центре оптической оси, оси симметрии секторов и линейного прибора зарядовой связи размещены в одной плоскости и совмещены с оптической осью, а в зоне вершин секторов установлена перегородка, выполненная из светопоглощающего материала. ND Gt) s| КЭ СП