Устройство для определения размеров частиц Советский патент 1990 года по МПК G01N15/02 

О1

00

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к оптическим устройствам контроля дисперсного состава взвешенных частиц, и может найти применение в промышленности для определения размеров и концентрации частиц в воздухе, технологических газах, жидкостях. Целью изобретения является одновременное повышение точности и расширение диапазона измеряемых размеров. Сущность изобретения состоит в том, что излучение осветителя, рассеянное анализируемыми частицами, собирается оптической системой, выполненной в виде голограммы, образованной двумя сферическими потоками, и фокусируется на квадратную диафрагму и экран, имеющий маскирующее покрытие в виде полосы, установленные за гранями светоделительной призмы. Свет от частиц, проходящих вне выделяемого счетного объема, проходит через экран с полосой и попадает на фотоприемник, сигнал с которого запрещает регистрацию сигналов с фотоприемника, установленного за квадратной диафрагмой. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам контроля дисперсного состава взвешенных частиц, и может найти применение в промышленности дпя определения размеров и концентрации частиц в воздухе, технологических газах, жидкостях. . .

Цель изобретения - одновременное повьпиение точности и расширение диапазона измеряемых размеров.

На чертеже изображена блок-схема пре;щагаемого устройства.

Устройство содержит осветитель 1, состоящий из лазера 2, коллиматора 3 и фокусирующего объектива 4, кювету 5 с системой 6 прокачки анализируемой среды, голограмму 7, диафрагму 8 с квадратным отверстием, светоделитель- ную призму 9, экран 10, имеющий маскирующее покрытие- в виде полосы, фотоприемники 11 и 12, амплитудный дискриминатор 13 и электронный ключ 14.

Устройство работает следующим образом .

Световой поток от осветителя,1 фи Г-ируется в системе 6 прокачки кюветы 5. Этот поток формируется при помогди jiaaepa 2, коллиматора 3 и фокусирующего объектива 4. При прокачке анализируемой среды частицы, которые движутся с ней, рассеивают световой поток. Рассеянное частицами излучение попадает на голограмму 7 и восстанавливает за ней фокусирующийся световой поток, который распространяется под углом к восстанавливающе- (fiy излучению в направлении предметно о потока, использованного при запи (|;и голограммы, образованной двумя фферическими потоками. Излучение, 1 ассеянное частицами вне зоны фокусировки светового потока от осветителя 1, а также излучение, рассеянное йтенками кюветы, голограммой не восстанавливается ,

Восстановленный голограммой свето 1|ой поток амплитудно делится-свето- Делительной призмой 9 на два потока, один из которых направляется на диафрагму 8, а второй - на экран 10. Световые сигналы, прошедшие диафрагму 8 и экран 10, регистрируются фотоприемниками 11 и 12. Диафрагма 8 и экран 10- служат для выделения из зоны фокусировки излучения от осветителя 1 счетного объема, в котором освещенность наиболее равномерна. Если частица проходит вне выделяемого счетного объема или пе1 есекает его границы, то рассеянное частицей излучение восстанавливает за голо- г раммой световые лучи, которые проходят мимо маскирующего покрытия экрана 10 и попадают на фотоприемник 12. На выходе фотоприемника 12 формируется электрический сигнал, который поступает в амплитудный дискриминатор 13. Импульс с дискриминатора 13 запрещает прохождение сигналов через электронный ключ 14. Уровень срабатывания амплитудного дискриминатора 13 устанавливают выше уровня щумов.на его входе, что обеспечивает формирование импульсов запрета при любых малых сигналах с фотоприемника 12. При движении частиц вне счетного объема, но в его направлении, на выходе фотоприег ника, 12 сигналов не будет, так как полоса маскирующего покрытия экрана ориентирована В направлении движения частиц. В том случае, когда частицы попадают в счетный объем, световые . сигналы, полученные при восстановлеНИИ голограммы, регистрируются только фотоприемником 11 и электрические сигналы с него проходят через электронный ключ 14. Эти сигналы подлежат дальнейшей обработке и анализу для

определения размеров частиц любым известным способомj а именно, как по амплитуде, так и по длительности сигналов .

20 Формула изоб

р е т е н и я

Устройство для определения размеров частиц, содержащее последовательно расположенные ос.ветитель, кювету с системой прокачки анализируемой среды, оптическую собирающую систему, светоделительную призму, прозрачный экран, имеющий маскирующее покрытие I в виде полосы, ориентированной в направлении оси системы прокачки, установленной в плоскости резкого изображения оси потока частиц, и фо- toпpиeмник, подключенный к амплитуд- . ному дискриминатору, второй фотоприемник, установленный перпендикулярно первому за боковой гранью светодели- тельной призмы, электронный ключ, и гформационный и управляющий вход которого соединены соответственно с выходами второго фотоприемника и дискриминатора, отличающееся тем, что, с целью одновременного повышения точности и расширения диапазона измеряемых размеров, оно дополнительно содержит установленную перед вторым фотоприемником на оптической оси собирающей системы диафрагму с квадратным отверстием, размер сторон которого равен ширине полосы маскирующего покрытия экрана, а оптическая собирающая система выполнена в виде голограммы, образованной двумя, сферическими потоками.