Фотоэлектронное устройство для определения дисперсного состава порошкообразного материала Советский патент 1988 года по МПК G01N15/02 

11

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контроля дисперсных сред, и может быть ис- пользовано для контроля дисперсного состава порошкообразных материалов, например при производстве цемента.

Цель изобретения - сокращение времени анализа и повышение его точ- ности.

На чертеже изображена блок-схема фотоэлектронного устройства для определения дисперсного состава порошкообразного материала.

Устройство содержит источник 1 света, первый конденсор 2, преобразующий световой поток источника света 1 в параллельный пучок света, оптическую кювету 3, жидкость А, вто рой конденсор 5, диафрагму 6, собирающую оптическую линзу 7, причем расстояние между вторым конденсо- ром 5 и собирающей оптической линзой 7 равно сумме их фокусных рас- стояний, а диафрагма 6 расположена на оптической оси источника 1 света между вторым конденсором 5; и собирающей оптической линзой 7 на расстоянии от второго конденсора 5, равном его фокусному расстоянию, фотоприемный блок 8, выполненный в виде линейки фотодиодов, генератор 9, ультразвуковой излучатель 10, фокусирующую акустическую линзу 11, блок I2 регистрации и вычислительный блок 13.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием ультразвуковых волн частотой 1000 кГц, возбуждаемых ультразвуковым излучателем 10, порошкообразный материал диспергируется. Ультразвуковые волны высокой интенсивности (порядка 1 Вт/см), соз- даваемые в фокусе акустической линзы 11, воздействуют на частицы порошкообразного материала, и частицы начинают всплывать. Движение частиц продолжается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на частицы, не уравновешивается давлением ультразвуковых волн. Поскольку интенсивность ультразвуковых волн с удалением от излучателя 10 уменьшается, то частицы порошкообразного материала распределяются в суспензии по высоте оптической кюветы 3 пропорционально массам частиц (а следовательно, и

0У4

с

0

5

0 5 о

д -с

5

0

5

О2

размерам): чем меньше частица, тем выше она остановится от фокуса акустической линзы.

Интенсивность параллельного лтучка света, прошедшего через суспензию, уменьшается, причем уменьшение интенсивности соответствует количеству диспергированных в жидкости частиц. Следовательно, относительное распределение по высоте оптической кюветы 3 интенсивности прошедшего света соответствует дисперсному составу исследуемого порошкообразного материала.

Диафрагма 6 и собирающая линза 7 предназначены для отделения прямого света, прошедшего через суспензию, от рассеянного на частицах. Диафрагма 6 расположена на оптической оси между вторым конденсором 5 и собирающей линзой 7 в фокусе второго конденсора и собирающей линзы, поэтому в ее зрачок попадают только лучи прямого света, прошедшего через суспензию.

Прошедший через суспензию прямой свет, выделенный диафрагмой 6 и собирающей линзой 7, поступает на вертикальную линейку фотодиодов, электрические сигналы которых после измерения блоком 12 регистрации передаются в вычислительный блок 13, который определяет дисперсный состав порошкообразного материала, соответствующий полученному распределению интенсивности в прошедшем через суспензию пучке света.

Повышение точности достигается тем, что интенсивные ультразвуковые колебания препятствуют образованию конгломератных частиц, искажающих результаты анализа.

Формула изобретения

Фотоэлектронное устройство дпя определения дисперсного состава порошкообразного материала, содержащее источник света, на оптической оси которого последовательно расположены первый конденсор, оптическая кювета с жидкостью, второй конденсор, фотоприемный блок, выход которого соединен с входом блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени анализа и повышения его точности, в

него введены ультразвуковой излучатель, акустическая линза, собирающая оптическая линза, диафрагма, вычислительный блок и генератор, при этом собирающая оптическая линза установлена иа оптической оси источника света между вторым конденсором и фотоприемным блоком на расстоянии от второго конденсора, равном сумме фокусных расстояний второго конденсатора и собирающей оптической линзы, диафрагма установлена на оптической оси источника света между вторым конденсатором и собирающей оптической

линзой на расстоянии от второго конденсатора, равном его фокусному расстоянию, фотоприемный блок выполнен в виде расположенной вертикально линейки фотодиодов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока регистрации, выход которого соединен с входом вычислительного блока, а выход генератора соединен с входом ультразвукового излучателя, соединенного механически с фокусирующей акустической линзой, которая является основанием установленной вертикально оптической кюветы.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контроля дисперсных сред, и может быть использовано для контроля дисперсного состава порошкообразных материалов. Цель изобретения состоит в снижении времени анализа и повьппе- нии его точности. Сущность изобретения состоит в том, что вертикальную оптическую кювету, содержащую жидкость с взвешенным анализируемым порошкообразным материалом, просвечивают параллельным пучком света. Акустические волны, возбуждаемые ультразвуковым излучателем, фокусируют в оптической кювете акустической линзой, являющейся основанием вертикальной оптической кюветы. Поскольку интенсивность ультразвуковых волн уменьшается с удалением от источника, то частицы порошкообразного материала в суспензии распределяются по высоте оптической кюветы в соответствии с их массами. Интенсивность пучка света, прошедшего через суспензию и попадающего на линейку фотодиодов, будет уменьшаться пропорционально количеству диспергированных частиц. Относительное распределение интенсивности прошедшего света соответствует дисперсному составу порошка. За счет разрушения конгломератных частиц ультразвуковой волной повышается точность измерений. 1 ил. (Л 00 со о ел 4

//

Редактор Н. Рогулич

Составитель Р. Иванов

Техред М.Дидык Корректор 0. Кравцова

Заказ 1761/43

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Подписное