Лазерный счетчик частиц Советский патент 1991 года по МПК G01N15/02 

/и

T2SSV 12экдг ггчг

(46) 30.05.91„ Бюл„ М 20

(Л) 420765У/25

(22) 10.03.87

(72) П.П.Полуэктов, С.М.Буркитбаев,

Г.Ю.Коломейцев, .Тимонин,

А.Н.Семыкин и Е.К..Балфанбаев

(53) 66„063«62(088.8)

(56)Беляев С.П. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей.

М. - Энергокздат, 1981, с.229,

Жуланов Ю.В„ и др. Лазерный счетчик частиц. ПТЭ, 1983, К 3, с.77- J80.

(5А) ЛАЗЕРНЫЙ СЧЕТЧИК ЧАСТИЦ

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к фотоэлектронным устройствам контроля микрочастиц, и может быть ислольэовано в технологических процессах „ связанных с необходимосЛю газоочистки. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности измерений. Распределение интенсивИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к фотоэлектрическим устройствам контроля микрочастиц, и может быть использовано в технологических процессах, связанных с необходимостью газоочистки.

Цель изобретения состоит в повышении надежности и достоверности измерений,

На чертеже представлена структурная схема лазерного счетчика частиц.

Лазерный счетчик частиц содержит лазерный источник I, фотоприемник 2,

ности излучения по сечению олномодо- зого лазерного пучка имеет гауссов характер. При этом длительность Т импульсов рассеянного света, возки-1 хающего при пересечении частицей эон дарующего лазерного пучка, измерен™ ная по уровню Uon, связана с амплитудой А сигнала соотношением Т

К-л|1пА/иоп . Размер частицы может быть найден из амплитуды А. Блэк обработки сигналов обеспечивает определение длитепьности импульсов рассеян кого частицей свегз. Пропускание меряе Х частиц чевеэ центральную зону зондирующего лазерного пу кз обеспечивается использованием фокуск рующего сопла. Контроль длительности импульсов позволяет также снизить погрешность измерений, связанную с возможностью одновременного пролета двух частиц через лазерный пучок,

I ИЛ еI

tr

блок 3 обработки сигналов, запоминающий элемент 4, компаратор 5, счетчик 6 генератор 7 тактовых импульсов, фокусирующее сопло 8, шту

цер 9 вывода газа, блок }0 намерения скорости потока, оптическую ка меру П, насос J2, усилитель 13.. Устройство также содержит источник опорного напряжения, не показанный на чертеже.

Счетчик рабспает следующим обра- зом,

Анализируемый газ подается через узел ввода аэрозолей, представляющий

окусирующее сопло 8 в оптическую каеру 1 1 „ При пролете частиц через азерный пучок часть излучение ра,с- сеивается и фокусируется оптическими г элементами на;фотоприемнике 2, Газ выводится из оптической камеры 1I через штуцер 9 насосом 12

Электрический сигнал фстоприемни- ка 2 подается через усилитель 13 на «JQ вход компаратора 5. Выходной сигнал компаратора 5 подается не вход генератора 7 тактовых импульсов„ Выходной сигнал генератора 7, таким обра зом, представляет пачку импульсов, |«; причем частота импульсов определяется собственно частотой генератора 7 и сигналом блока 10 измерения скорое - ти потокаs а число импульсов 8 пакете соответствует длительности импуль- %Q са на входе компаратора За Импульсы с выхода генератора 7 подаются на вход счетчика 6, По окончании сигнала с компаратора 5 число импульсовs накопленное в счетчике 6, записывает- 25 ся в запоминающем элементе 1, а чик 6 устанавливается в нулевое состояние в

Таким образом5 длительность выходного импульса компаратора 5 равна длительности анализируемого импульсе по уровню напряжения Uon ; задавае - мому источником опорного) напряжения 0 Погрешности измерений эа счет пуль™ ёацнй и колебаний скорости потока исключаются с помощью блока 10 иэме™ рения скорости потока, сигнал кото- ,рого изменяет тактовую чистоту генератора 7 в соответствии с изменением скорости потока,

Длительность импульса5формируемого компаратором 5, а следовательно и число .формируемое в счетчике 69 однозначно соответствует амплитуде анализируемого сигнала

Распределение интенсивности излучения по сечению одномодового лазер- него пучка имеет гауссов характер что типично для большинства типов лазеров.

В этом случае длительность Т импульсов рассеянного света, возникаю щего при пересечении частицей «онди рувэдего лазерного пучка, измеренная по уровню tig,, , связана с амплитудой А сигнала соотношением

30

15

Т « К 4ln A/U

до

где К - коэффициент пропорционально

тн.

Размер частицы может быть затем определен ид величины амплитуды А сигнала

i

Пропускание измеряемых частиц через центральную зону зондирующего лазерного пучка обеспечивается использованием фокусирующего сопла 8.

изобретение позволяет также снизить погрешность измерений, связаа ную с возможностью одновременного пролета двух частиц через лазерный пучок,

о р м у л а

обретения

«; Q 5

0

5

Лазерный счетчик частиц6 содержа

лазерный источник зондирующего излученияе на оптической оси которого размещена оптическая камера, сие- тему напуска газа с узлом ввода аэрозоля в виде фокусирующего сопла, ось которого пересекает оптическую ось лазерного источника зондирующего излучения в области счетного объема, с которым оптически сопряжен фотоири емник, выход которого через согласую щий усилитель соединен с входом блока обработки сигналов, оснащенного запоминающим элементом,штуцер вывода газа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности результатов иэмере° нияs в лазерный счетчик частиц допол ннтепьно введены блок измерения скорости потока, а блок обработки сигна лов дополнительно оснащен компара о- ром, счетчиком генератором тактовых импульсов и источником опорного напряжения э при этом вкод блока обработки сигналов соединен с первым входом ксй-таратора, второй вход которого со единен с источником опорного напряжения а выход с первым входом за- поминающего элемента и первым входом генератора тактовых импульсовр второй вход которого соединен с выходом блока измерения скорости потока, & дашод через счетчик соединен с вторым входом запоминающего элемента, выход которого соедииек с выходом блока обработки сигналов, причем измери тель скорости потока установлен а штуцере вывода гаэав

J

I