Способ определения параметров аэрозоля Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к дистанционным оптическим методам анализа параметров аэрозолей применение при контроле загрязнения окружающей среды.

Целью изобретения является повышение информативности способа за счет дополнительногоодновременногоопределения обводнения аэрозолей.

Способ определения параметров аэрозоля осуществляют следующим образом.

В исследуемую область атмосферы посылают зондирующий импульсный лазерный пучок, который испытывает рассеяние на аэрозольных частицах, содержащихся в

исследуемой области. Параметры зондирующего лазерного излучения выбирают таким образом, чтобы его энергия поглощалась водой, а интенсивность былз достаточной для испарения жидкой фракции обводненной частицы, но не приводила бы к разрушению твердого (сухого) остатка аэрозоля. Этим требованиям удовлетворяет лазерное излучение с длиной Я волны из интервала от 10 до 25 мкм и с плотностью мощности от 10 и до 10 Вт/см.

Длительность процесса полного испарения при таких плотностях мощности составляет от 10 до ТО с, что значительно меньше характерного времени флуктуации плотности аэрозолей в исследуемой облэо

M2VJod

I ,

сти. Длительность импульса лазерного воя- действия выбирают большей длительности процесса полного испарения, т. е. больше 10 с.

С помощью фотоприемников, например ФЭУ, измеряют временной ход интенсивности t (t) рассеянного аэрозолями излучения. При этом регистрируют интенсивность I (to) рассеянного излучения в начальный момент to времени импульса зондирующего лазерного излучения и интенсивность I (tH) а мо-. мент времени, соответствующий достижению насыщения зависимости I (t) в процессе испарения жидкой фракции аэрозоля.

Об обводненности аэрозоля судят по эмпирической формуле

l(to)/l(tH) (ri/n)2,

связывающей интенсивность рассеянного излучения и радиусов ri и nz обводненного и осушенного аэрозолей.

Измеряют относительную влажность f воздуха в месте нахождения исследователя. Величину f можно считать постоянной для значительных регионов. Измерение f вне исследуемой области не влечет за собой существенного увеличения .

Найденные таким образом величины l(to), l(tH) и f позволяют определить значение napaMeTpa;t

рый связан с химическим составом аэрозолей и затабулирован для различных химических соединений. Сопоставление экспериментально измененного значения параметра X с табличными величинами позволяет найти химический состав аэрозолей, е- Формула изобретения Способ определения параметров аэрозоля, включающий зондирование исследуемой области среды, содержащей

0

аэрозольные частицы, пучком импульсного лазерного излучения, регистрацию светового излу4ения из исследуемой области, анализ этого светового излучения и определение химического состава азрозо- лей, отличаю щийся тем, что, с целью расширения информативного способа за счет дополнительного одновременного определения обводненности аэрозолей, осуществляют определение относительной влажности f воздуха, зондирование осуществляют в диапазоне длин А волн от 10 до 25 мкм с плотностью мощности от 10 д(3 10 Вт/см при длительности импульсов зонди- 5 рования не менее 10 с, регистрацию сйето- вого излучения из исследуемой области ведут непрерывно, а для анализа используют зависимость от времени t интенсивности I светового излучения, рассеянного аэрозолями, при этом об обводненности аэрозолей судят по формуле

0

l(to)/l(tH) (ri/r2)2

где п и Г2 - соответственно радиусы обводненного и осушенного аэрозолей;

l(to) - интенсивность рассеянного аэрозолями света в Начальный момент времени to импульса зондирования;

1(1н) - интенсивность рассеянного аэрозолями света в момент времени tn, соответ- ствующий достижению насыщения временной зависимости интенсивности f рассеянного света,

а химический состав аэрозолей определяют с помощью соотношения

1 п

т.

1п (f - f;

гдеХ- эмпирический параметр, затабули- рованный для различных химических соединений.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к дистанционным оптическим методам анализа параметров аэрозолей в атмосфере, и может найти применение при контроле загрязнения окружающей среды. Цель изобретения - расширение информативности способа за счет дополнительного одновременного определения обводненности аэрозолей. Сущность изобретения состоит в том, что зондируют атмосферу с аэрозолями импульсным пучком лазерного излучения на длине волны от 10 до 25 мкм с плотностью мощности от 10 и 1 о Вт/см. Анализируют временной ход интенсивности рзссеяниого аэрозолями света в процессе лазерного воздействия, который вызван высушиванием обводненного аэрозоля. Из соотношения интенсивностей рассеянного света в начале лазерного импульса и при достижении насыщения определяют степень обводненности аэрозоля, а также его химический состав. (Л