Интегрирующий нефелометр Советский патент 1989 года по МПК G01N21/47 

Изобретение относится к исследова-. нию и анализу материалов с помощью оптических методов и может быть применено при регистрации слабых световых потоков при исследовании оптических свойств атмосферы, а также в смежных областях, где необходимо исследовать свойства вещества,рассеивать электромагнитные волны оптического диапазона.

Целью изобретения является расширение спектральног о диапазона прибора в инфракрасную область спектра.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого интегрирующего нефелометра.

3149

Устройство содержит камеру 1 с входным и выходным приспособлениями 2 и 3 соответственно для и вывода аэрозоля, а также приспособле- ние 4 для ввода чистого воздуха. Источник 5 излучения и диффузный отражатель 6 расположены по разные стороны от оси фотоприемника 7, Отражатель выполнен из металла с шерохова- той поверхностью, а в качестве источника излучения используется когерентный источник излучения в ИК-об- ласти спектра. Внутри камеры располо устройство 8, которое задает ijcoHyc наблюдения аэрозоля в камере, Отражатель и источник излучения расположены так, что максимум косинусной характеристики экрана ориентирован перпедикулярно,оси конуса. Фото- приемник 7 соединен с измерительным устройством 9. Питание источника и Приемника осу1цествляется блоками 10 И 11 питания. Излучение источника 5 модулируется модулятором 12,

В основе изобретения Лежит тот факт, что диффузный отражатель может рассеивать и инфракрасное излучение, Исследования показали, что рассеяние от такого отражателя обеспечивает ко синусную характеристику рассеяния, что дало основание использ овать такой отражатель в интегрирую цих Нефелометрах,

В качестве отражателя с косинус- ной характеристикой используется шероховатая металлическая поверхность с коэффициентом отражения в видимой и ИК области спектра 0,8, Шероховатость h металлической поверхности и длина волны излучения 9 для условий диффузного отражения связана соотношением hcosi/ X l, где i - угол падения луча на поверхность, В описанном случае.угол падения состав- ляет 90° (соз90 1) и соотношение упрощается ,

Нефелометр работает следую1Дим об- разом,

Модулированное излучение от источника 5 попадает на диффузно рассеивающий отражатель 6 и облучает исследуемый аэрозоль в рабочем объеме 13, Рассеянное излучение от ис- следуемого аэрозоля попадает на фотоприемник 7, который вырабатывает электрический переменный сигнал. Синал селектируется и регистрируется.

например, селективным нановольт- метром. Полезный отселектированный сигнал пропорционален коэффициенту рассеяния аэрозоля.

Экономическое и научно-техническое преимущества предлагаемого уст- ройства заключаются в том, что в качестве рассеивателей применяют молочные стекла (прибор может работать только в видимой области спектра с рабочей длиной волны А 0,55 мкм, причем пропускание стекла здесь 0,6), кроме того, расширяется спектральный диапазон прибора и более эффективно используется энергия источника. Изменяя h алюминиевого отражателя, можно, расширить спектральньй диапазон прибора по крайней мере до величины от 0,4 до 15 мкм. Для этого диффузные отражатели выполняются съемньми, а нефелометр снабжается набором отражателей различной шероховатости h. Более эффективное использование энергии излучателя объясняется тем, что отражение экрана в видимой области спектра около 0,95-0,98 и в инфракрасной области - О , 8,

Формула изобретения

1, Интегрирующий нефелометр, включающий камеру, снабженную приспособлением для ввода и вывода аэрозоля, источник оптического излучения, оптически связанный через внутренний объем камеры с фотоприемником, отличающийся тем, что, с це- лью расширения спектрального диапазона нефелометра, он дополнительно содержит диффузный отражатель, шероховатость h поверхности которого удов- леворяет условию (hcosi/ A)l J где - длина волны излучения;

i - угол падения излучения на

отражатель,

при этом источник оптического излучения выполнен в виде источника когерентного излучения, диффузный отражатель установлен на внутренней поверхности камеры на одной оси с источником излзгчения и оптически связан с ним, а оптическая ось фотоприемника расположена параллельно плоскости указанного , диффузного отражателя и проходит между этим диффузным отражателем и источником оптич ско-. го излучения,

° . 14975226

2, Нефелометр по п. 1, о т л и - чиной шероховатости, отличающейся от чающийся тем, что он допол- шероховатости первого диффузного от- нительно снабжен, по крайней мере, ражателя, и ): иффузные отражатели одним диффузным отражателем с вели- выполнены-съемными.

Изобретение относится к области исследований и анализа материалов с помощью оптических методов и может быть использовано при исследовании оптических свойств атмосферы и закономерностей распространения излучения в средах и характеристик среды. Целью изобретения является расширение спектрального диапазона устройства. Как и известные интегрирующие нефелометры, устройство содержит камеру с фотоприемником, который оптически связан с полостью камеры, и с источником излучения, расположенным у одной из стенок, и оптически также связаным с полостью камеры. В отличие от известных, в устройстве установлен источник излучения с узким оптическим пучком, а в полости камеры на ее противоположной стенке против источника излучения установлен диффузный отражатель излучения. Фотоприемник установлен так, что его оптическая ось расположена параллельно плоскости диффузного отражателя и проходит между диффузным отражателем и источником оптического излучения. Отражатель имеет шероховатость, изменяя которую, можно достигать диффузного отражения как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра. Таким образом расширяется спектральный диапазон устройства по крайней мере до величины 0,4 - 15 мкм. Кроме того, более эффективно используется энергия источника излучения, т.к. в видимой и тем более в инфракрасной области спектра коэффициент отражения отражателя выше, чем коэффициент пропускания молочных стекол. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

/

Составитель В, Калечиц Редактор Ю. Середа Техред М.Дидык Корректор Т. Малец

Заказ-4436/44

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- -- - - - - в ---. - -«« ..«««. ,«.,.. .и ««« «и.™ ..

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

/Л

Подписное