Оптико-электронный анализатор микрочастиц Советский патент 1988 года по МПК G01N15/14 

113

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам для регистрации микрочастиц в атмосфере, и может быть использовано в сфере сельскохозяйственного производства для прогноза болезней растений.

Целью изобретения является повышение надежности контроля и обеспе- чение селекции симметричных микрочастиц заданного размера.

На чертеже изображена блок-схема оптико-электронного анализатора микрочастиц.

Оптико-электронный анализатор микрочастиц содержит осветитель 1 с узлом фокусировки, аспиратор 2, гаситель 3 свбта, собирающий рефлектор 4 первый 5 и второй 6 полосовые светофильтры, первый 7 и второй 8 фотоприемники, анализатор 9 сигналов, первый 10 и второй 11 амплитудные анализаторы верхнего уровня, первый 12 и второй 13 амплитудные анализаторы нижнего уровня, первый, конъюнктор 14 первый 15 и второй 16 блоки антисов- падений, второй конъюнктор 17, делитель 18, регистратор 19 и датчик 20 помехи.

Оптико-электронный анализатор микрочастиц работает следующим образом.

Осветитель 1 с узлом фокусировки создает зону интенсивного освещения в месте прохождения потока аэрозоля, подаваемого через аспиратор 2. Пролетающие через освещенную зону микрочастицы создают импульсы рассеянного света, которые собираются реф- лектором 4 и направляются через окна в рефлекторе и первый 5 и второй 6 полосовые светофильтры на соответствующие фотоприёмники 7 и 8. Наиболее эффективная концентрация рассе- янного частицами света обеспечивается при высоте рефлекторов, равной 2/3 их радиуса. Основной луч света, пройдя зону интенсивного освещения, попадает в гаситель 3 света. Выра- батываемые фотоприемниками 7 и 8 электрические импульсы поступают на входы анализатора 9 сигналов, где они подаются на соответствующие входы первого и второго амплитудных

анализаторов нижнего 12, 13 и верхнего 10, 11 уровней. С выходов амплитудных анализаторов нижнего уровня сигнал подается на вход первого конъ0

5

Q

5

0

5 0 5 0 gg

юнктора 14 и на входы первого 15 и второго 16 блоков антисовпадений, далее на входы второго конъюнктора 17 и через делитель 18 на регистратор 19. При прохождении через освещенную зону контролируемой микрочастицы (симметричная, определенного размера, рассеивающая свет в заданном спектральном диапазоне) с обоих фотоприемников поступает примерно одинаковый сигнал, который беспрепятственно проходит на регистратор. Если микрочастица несимметрична или большего размера, то один или оба амплитудных анализатора 10 и 11 верхнего уровня подают запрещающий сигнал, который не проходит через блоки 15 и 16 антисовпадений. В сЛучае появления помехи она фиксируется датчиком 20 помехи, который подает запрещающий сигнал ца второй амплитудный анализатор 1 Г верхнего уровня..

Предлагаемый анализатор об.еспечи- вает контроль микрочастиц с заданными физическими характеристиками: рассеивающих свет наиболее интенсивно в диапазоне, например, 600-1200 нм; симметричных и определенного размера. Сигнал регистратором фиксируется в том случае, если он сйимается с фо- топриемникбв одновременно и по величине находится в определенных пределах. Уровень порога срабатывания устанавливается по данным расчета или исходя из результатов обработки экспериментальных данных.

ПредлагаемЬй анализатор позволяет автоматизировать контроль в воздухе спор грибов и частиц пыльцы растений.

Формула изобретения

1. Оптико-электронный анализатор микрочастиц, содержащий осветитель с узлом фокусировки, оптическая ось которого пересекает ось аспиратора, первый и второй фотоприемники, оптически сопряженные через окна собирающего рефлектора с областью пересечения оптической оси осветителя и оси аспиратора, анализатор сигналов, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго фотоприемников, гаситель света, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности контроля и обеспечения селекции

симметричных микрочастиц заданного размера, в него введены первый и второй полосовые светофильтры, при этом собирающий рефлектор выполнен с внутренней поверхностью в виде двух сферических сегментов высотой 2/3 их радиуса, сопряженных основаниями в плоскости оптической оси осветителя и оси аспиратора, первый и второй полосовые светофильтры размещены между собирающим рефлектором и соответствующими фотоприемниками, а гаситель света размещен на оптической оси осветителя после собирающего рефлек- :тора.

2. Анализатор микрочастиц по п.1, отличающи-йся тем, что.

15 ходой первого амплитудного анали тора нижнего уровня, второй выхо которого соединен с первым входо первого блока антисовпадений, вт рой вход которого соединен с вых

анализатор сигналов содержит первый и второй амплитудные анализаторы верх- первого амплитудного анализатора него уровня, первый и второй амплитудные анализаторы нижнего уровня, пер вый конъюнктор, первый и второй блоки антисовпадений, второй конъюнктор, делитель, регистратор и датчик помех, 25 при этом первый вход анализатора сигналов соединен с входами первого амплитудного анализатора верхнего уровня и первого амплитудного анализатора нижнего уровня, второй вход анали- -, затора сигналов соединен с входом второго амплитудного анализатора нижне- г6 уровня и первым входом второго

верхнего уровня, а выход - с тре входом вторЪго конъюнктора, выход торого через делитель соединен с дом регистратора.

3i Анализатор микрочастиц по п 1 и 2, отличающийся те что, с целью обеспечения селекции микрочастиц биологического происх дения , а именно спор грибов и пы цы растений, первый и второй пол совые светофильтры выполнены с ди пазоном пропускания от 600 до 120

амплитудного анализатора верхнего уровня, второй вход которого соединен с выходом датчика помех, а выход с первым входом второго блока антисовпадений, второй вход которого соединен с первым выходом второго амплитудного анализатора нижнего уровня, а выход - с первым входом второго

конъюнктора,второй вход которого соединен с выходом первого конъюнктора, первый вход которого соединен с вторым выходом второго амплитудного анализатора нижнего уровня и первым выходой первого амплитудного анализатора нижнего уровня, второй выход которого соединен с первым входом первого блока антисовпадений, второй вход которого соединен с выходом

первого амплитудного анализатора

первого амплитудного анализатора

верхнего уровня, а выход - с третьим входом вторЪго конъюнктора, выход которого через делитель соединен с входом регистратора.

3i Анализатор микрочастиц по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения селекции микрочастиц биологического происхождения , а именно спор грибов и пыльцы растений, первый и второй полосовые светофильтры выполнены с диапазоном пропускания от 600 до 1200 им

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам для регистрации микрочастиц в атмосфере, и может быть использовано в сфере сельскохозяйственного производства для прогноза болезней растений. Цель изобретения состоит в повышении надежности контроля и расширении функциональных возможностей путем обеспечения селекции симметричных частиц заданного размера. Поток гзоз- духа с микрочастицами зондируется световым пучком. Рассеянный частицами свет собирается рефлектором и регистрируется двумя симметрично ложенными фотоприемниками. Анализатор сигналов позволяет вьщелить только те сигналы, которые относятся к симметричным частицам (главным образом биологического происхождения). За счет анализа индикатрии рассеяния на осевую симметрию обеспечивается селекция симметричных частиц. Повышение надежности контроля достигается использованием селектирующих полосовых светофильтров, рефлектора специальной формы и датчика электромагнитных помех, блокирующего ложную регистрацию частиц, 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с € (Л