Лазерный спектрометр аэрозолей Советский патент 1991 года по МПК G01N15/02 

Нэобретение относится к устройствам для определения размеров и зарядов аэрозольных частиц и быть использовано для контроля различных технологических процессор с участием аэрозолей.

Цель изобретения - расширение функциональных вoзмoxнocтp устройства за счет получения лоптнитечьчой информации о заряде частиш-.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показала принципиальная схема устройствч.

Лазерный спектрометр а озолей содержит лазер, образованный газоразрядной трубкой 1 и зеркалами 2 резонатора, аэрозопыюр сопло, состоящее из внешнего канала 3 и внутреннего канала 4 с Металлическими и дгэиектрнчес- кчми кольцами 5 и 6, птуцер 7 для от- Качки газа, формирователь 0 потока рассеянных лучей с линзой 9, фокусирующей рассеянный свет на Лотоприемник 10, датчик 11 скорости потока, установленный г, штуцере для лтклчки газа, блоки 12 и 13, преобразования сигнала,

сд

00 Ј СЛ 01

ю

20

25

блок 14 синхронизации и запоминающее устройство 15,

Устройстве работает следующим образом.

Аэрозольные частицы подаются во внутренний канал 4 аэрозольного сопла. Поток чистого воздуха, подаваемый во внешний канал 3 аэрозольного сопла, формирует тонкую диаметром (6V 200 мкм) . цилиндрическую струю анализируемой пробы воздуха. При пролете заряженной частицы в отверстие металлических колец 5 я них индуцируется ток смещения носителей заряда, который усили- .. вается и преобразуется в цифровой код в блоке 12 преобразования сигнала. После выхода из аэрозольного сопла аэрозольная частица пролетает через луч лазера. Излучение, рассеянное частицей, выделяется формирователем

8потока рассеянных лучей и линзой

9фокусируется на фотоприемник 10. Сигнал с фотоприемника 10 усиливается и преобразуется в цифровой код блоком 13 преобразования сигнала. Блок 14 синхронизации формирует временную привязку сигналов от блоков

12 и 13 преобразования, соответствую- щих одной и той же частице, и переда- ет цифровой код, соответствующий раз- меру и заряду каждой аэрозольной частицы в запоминающее устройство 15. Для компенсации ошибок, связанных с пульсациями скорости потока, временная привязка сигналов в блоке 14 35 синхронизации 14 осуществляется с поправкой на величину сигнала от датчика 11 скорости потока.

Формирование тонкой струи воздушной пробы, содержащей аэрозоль, поз- ° воляет увеличить чувствительность спектрометра при измерении зарядов за счет уменьшения диаметра капиллярной части сопла, выполненной из колец 5 и 6, до 0,4-0,8 мм. Внешние метал- 4 лические кольца подключают к схемному нулю блока 12 преобразования сигнала, внутреннее кольцо (или несколько колец в дифференциальном включении в схему) является датчиком заря-50 да. Внешние кольца формируют чувствительный объем датчика и экранируют его от внешних полей.

0

5

.

5

° 50

Блоки 12 и 13-преобразования сигнала осуществляют усиление выходных сигналов и сжатие динамического диапазона до стандартного интервала 0,1- 10 В. Затем эти сигналы преобразуются в цифровой код быстродействующими АЦП. Блок 14 синхро ннзации формирует полный цифровой код, включающий информацию о размере частицы, ее заряде и знаке заряда и пересылает его в запоминающее устройство 15. Данные из запоминающего устройства 15 могут выводиться на печать или, что предпочтительнее, на ЭВМ, которая преобразует их в форму набора распределений по зарядам для каждого заданного интервала размеров частиц.

}

Формула изобретения

Лазерный спектрометр аэрозолей, содержавши лазер, аэрозольное сопло, инжектирующее аэрозольные частицы в резонатор лазера, штуцер для откачки газа, формирователь потока рассеянных лучей, фотоприемник и блок преобразования-сигнала, соединенный с выходом фотопрнемника, отличающийся тем, что, с целью расши- . рения его функциональных возможностей за счет получения дополнительной информации о заряде частицы, аэрозольное сопло выполнено в виде двух соосных каналов, причем внутренний канал выполнен цилиндрическим, а внешний канал состоит из цилиндрической части, конического сужения цилиндрической части и капилляра, выполненного в виде набора из не менее трех-металлических колец, разделенных диэлектрическими кольцами, в него введены дополнительный блок преобразования сигнала, вход которого соединен с металлическими кольцами сопла, датчик скорости потока, установленный в штуцере для откачки газа, блок синхронизации, входы которого соединены с выходами блоков преобразования сигнала и выходом датчика скорости потока, и запоминающее устройство, вход которого соединен с выходом блока синхронизации.

Изобретение относится к устройствам для определения размеров и зарядов аэрозольных частиц и может быть использовано для контроля различных технологических процессов с участием аэрозолей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет получения дополнитсльной информации о ТСФЧДР частицы. Лэроэольнор сопчо ВМПОПНРНО п виде двух соосшгх кп.нлчог, примем внутренний канал вмгючнен цилиндрическим, а внешний канал гостит из цншшдричегкой части, коническою CVXPHHF и капиттяра, отопленного в виде набора из на ewe трех металлических колеи, разделенных днэлек- тричрскимп. ICpoM к.ч-0, и устройство помимо блока преобразования cm нала с фотоприемника пврпенм Ьчок преобразования сигнлча тока носителей заряда, РХОД которого соединен с металлическими копьцаьш сопла, и датчик скорости потока, установленный п птуцере дня откачки газа, блок синхронизации, которого соединены с выхочамн блоков преобразования сигнл-ш и выходом датчика скорости потока, и чапоми- наыцее устройство, иход которого соединен с выходом блока синхронизации. 1 ил. с Ј