Способ измерения размеров микрочастиц Советский патент 1988 года по МПК G01N15/14 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам,измерений размеров и концентраций взвешенных микрочастиц, и может быть использовано в метеорологии, биологии, химической технологии, контроле загрязнений окружающей среды и других областях, где требуется информация о количестве и размерах частиц в единице объема.

Цель изобретения - повышение точности измерений и увеличение предельной измеряемой концентрации.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - сечение счетного объема и направление движения частиц.

Способ измерения размеров микрочастиц поясняется на примере работы устройства, реализующего предлагаемый спо соб.

Устройство содержит многоцветный источник 1 зондирующего светового излучения, счетный объем 2, многоканальный приемник 3 света, поглотитель 4 и анализатор 5 импульсов.

Счетный объем формируется путем пересечения светового пучка блока пе- редатчдка и полем зрения приемной системы. Схема прососа (не показана) обеспечивает движение частиц перпендикулярно плоскости чертежа,

Многоцветный источник зондирующего светового излучения обеспечивает формирование пространственно разнесенных полос излучения с различными собственными длинами волн.

Функции такого источника могут выполняться при помощи N источников излучения с различными собственными длинами волн (напри1 ер, лазеров) с соответствующей формирующей оптикой (фокусирующие объективы, коллиматоры диафрагмы, и т.д.).

Многоканальный приемник 3 света состоит из N фотоприемных устройств, позволяющих преобразовать оптический сигнал в электрический (например, фотоэлектрический умножитель ФЭУ), причем каждое из фотоприемных устройств при помощи оптического фильтра, установленного перед ним на одной оптической оси, настроено только на одну определенную длину волны. Приемная система включает в себя также соби- рающую рассеянное излучение оптику и диафрагмы, определяющие поле зре:- ния.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Анализатор 5 импульсов позволяет определить количество импульсов на выходах многоканального приемника 3 света, совпавших во времени, и очередность совпадений. Примером конкретного выполнения такого блока может служить устройство, включающее в себя ряд схем совпадений и цифровых элементов, позволяющих запомнить состояние компаратора. Цифровой код на выходе последних адекватен размеру пересекающей счетный объем частицы и пригоден ДЛЯ дальнейшей обработки

Если частица имеет размер меньше любого из расстояний между полисами, то при пролете через счетный объем на выходах многоканального приемника 3 света сформировываются импульсы, общее число которых совпадает с числом полос излучения, так как каждый фотоприемник в многоканальном приемнике 3 света регистрирует только рассеянное частицей излучение с определенной длиной волны, на которую настроен оптический фильтр, расположенный перед ним на одной оси. При этом рассеянное излучение от соседних полос не вносит изменений в выходные сигналы других фотоприемников.

Информация на выходе анализатора импульсов отсутствует, так как ни одна из схем совпадений не изменяет своего состояния в связи с тем, что сигналы на ее .входах не совпадают во времени.

Если частица имеет размер, боль- щий одного или нескольких расстояний между полосами, то на выходах многоканального приемника 3 света сформировываются импульсы, часть из которых совпадает друг с другом во временной области. При этом в анализаторе 5 импульсов формируется информа- ция, определяющая их количество, а также очередность совпадений.

Имея эту информацию, а также зная ширину полос излучен1-ш и расстояние между ними, определяют размер пересекающих счетный объем микрочастиц. Формула изобретения

Способ измерения размеров микрочастиц, включающий световое зондирование частиц при движении их через счетньш объем, в котором зондирующее световое излучение сформировано в виде пространственно разнесенных параллельных световых полос, ориентиро-i

вшшых перпендикулярно к направлению

движения микрочастиц, регистрацию рассеянного микрочастицами света и анализ полученных сигналов, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения предельной измеряемой концентрации микрочастиц, полосы света в счетном объеме формируют из зондируюших световьо4 пучков с различными дпи- нами волн, регистрацию рассвянного микрочастицами света производят раздельно на длинах волн, соответствующих дпинам волн зондирующих световых пучков, а о размерах частиц судят по количеству одновременно принятых сигналов рассеянного излучения на различных длинах волн.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к измерению размеров микрочастиц в газовых и воздушных объемах, и может быть применено при создании приборов для дисперсионного исследования аэрозолей. Цель изобретения - повышение точности измерения, увеличение предельной измеряемой концентрации. Способ включает зондирование микрочастиц световым пучком и регистрацию импульсов рассеянного частицами излучения, пролетевших через счетный объем, в котором зондирующие излучения специальным образом формируются в виде пространственно разнесенных полос с различными длинами волн; регистрацию осуществляют, принимая рассеянное излучение раздельно на каждой длине волны, а раэм ер частиц определяют, анализируя количество одновременно принятых сигналов от полос излучения с различными длинами волн. За счет возможности одновременной селективной регистрации сигналов от отдельных полос зондирующего света достигается компактное формирование счетного объема, повышающее точность и верхиий предел концентрации частиц. 2 ил. S е (Л

fPae.f

Л;

Хх

N-1

Лл

(раг.2