Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля Советский патент 1987 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к технике измерений концентрации частиц аэрозоля оптическими методами и может быть использовано в метрологии, са- нитории и других отраслях.

Цель изобретения - повыгаение точности измерений и упрОЕ1;ение устройства.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.

Устройство содержит последовательно размещенные вдоль оптической оси источник света (светодиод), коллиматор 2, пылезащитные диафрагмы 3, светоделитель 4, который может быть выполнен, например, из двух склеенных трехгранных призм полного отражения, первую диафрагму 5, пер вый фотоприем- ник 6, вторую диафрагму 7 и второй фотоприемник 8. При этом диаметры отверстий первой и второй диафрагм 5 и 7 расчитываются из условия требуеко го диапазона малоуглового светорассеяния. Для диапазона углов 2-8 , например, диаметры отверстий вычисляются по формуле 5(7)- - 2°(8,где диаметр отверстия соответствую- диафрагм1 1; L - расстояние от т. О диафрагмы. Все элементы оптической схемы закреплены на П-образной скобе обеспечивающей жесткую оптическую базу устройства. Кроме того, устройство содержит преобразователи 10 и 11 токов фотоприемников, блок-схему 12 сравнения сигналов преобразователей и систему 13 возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, и блок 14 регистрации я отображения.

Устройство работает следующим образом.

Светодиод 1 излучает по ток света, возбуждаемый в нем системой возбуждения, регулировки и стабилизации на- правленного светового потока, который преобразуется коллиматором 2 в параллельный пучок света диаметром 3-5 мм, пересекающий рассеивающий объем с центром в т.О, куда поступа- ет исследуемый поток аэрозоля. Рассеиваемый объем формируется крайними диафрагмами 3 и пучком света. Далее направленный световой поток вместе с рассеянным на малые углы светом i::o- падает на светоделитель 4, который делит его на две равные части. Одна часть попадает на первый фотоприемник 6,другая - на второй фотоприемник В

Токи фотоприемников преобразуются в электрические сигиаль, которые вычитаются блоком 12 сравнения, а разностный сигнал, пропорциональный световому потоку, рассеянному в диапаО

зоне углов 2-8 ,, поступает в блок 14 регистрации и отображения.

Кроме того, электрический сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, обеспечивая стабилизацию источника света по большему световому потоку.

Использование светоделителя, установленного на пути светового пучка прошедшего через рассеивающий объем, позволяет регистрировать малоугловое светорассеяние частиц с помощью двух канальной регистрирующей схемы с практически одинаковыми режимами по световому потоку. Сравнение этих каналов обеспечивает исключение сигнала, пропорционального направленному пучку, и выделение сигнала, пропорциональному малоугловому светорассеянию частиц, но с большей точностью благодаря близким параметрам сравниваемых каналов и лучшей компенсацией такого фактора как загрязнение оптической системы. Стабилизация направленного светового потока по сигналу преобразователя тока фотоприемника с большей угловой апертурой позволяет уменьшить компенсирующее воздействие отрицательной обратной связи по световому потоку с ростом концентрации частиц, повысить линейность характеристики устройства и, следовательно, точность измерения концентрации. Упрощение устройства достигается за счет исключения схемы гашения направленного светового по- . тока и экранирующей насадки, необходимой для подавления паразитных засветок. Упрощается приемная оптическая система.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник света, коллиматор, пылезащитные диафрагмы, между которьми расположен рассеивающий объем, один из фотоприемников, а также схему регистрации.

включающую два преобразователя токов фотоприемннков, блок сравнения сигналов преобразователей, блок регистрации и отображения и схему возбуждени регулирования и стабилизации направ- ленного светового потока, вход которой соединен с выходом одного из преобразователей токов фотоприемников, а выход - с источником света, причем выходы фотоприемников соединены с входами преобразователей токов фото- приемников, выходы которых соединены с входами блока сравнения, выход которого соединён с входом блока регистрации и отображения, о т л и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения устройства, в него введен светоделитель, установленный после рассеивающего объема на пути светового пото- ка, делящий световой поток на два

равных пучка, а фотоприемники расположены соосно этим пучкам, причем второй фотоприемник расположен на пути отраженного от светоделителя пучка, фотоприемники снабжены диафрагмами с отверстиями разных диаметров, соответствующими угловым апертурам фотоприемников, обеспечивающим регистрацию малоуглового рассеяния света частицами в требуемом диапазоне.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока соединен с выходом преобразователя тока фотоприемника, снабженного диафрагмой и отверстием большего диаметра.

,| /77

7

Щ7ТШ

X

/ 2

Редактор Л.Повхан

Составитель А.Власов Техред И.Попович

аказ 4430/48

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Посударственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор А.Ильин