Способ калибровки оптических анализаторов дисперсности Советский патент 1991 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля дисперсности взвешенных в среде микрочастиц, и может быть использовано при калибровке оптических анализаторов дис- перснос и.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности калибровки путем исключения использования эталонных частиц.

Способ осуществляется следующим образом.

Отбирают ND проб едной и той же исследуемой дисперсной среды, определяют массу т каждой из этих проб. Затем пробы поочередно помещают в область счетного объема калибруемого оптического анализатора дисперсности и облучают лучком зондирующего света, регистрируют отдельно для каждой пробы импульсы фотоприемника, соответствующие импульсам света, рассеянного частицами дисперсной среды. Фиксируют для каждой 1-й пробы распределение N числа частиц по каналам I амплитудного анализатора.

Дальнейшая обработка полученных данных состоит в следующем.

Соответствие между номером I многоканального амплитудного анализатора, где регистрируются сигналы с фотоприемника, и размером частицы R.,, соответствующим данному каналу, задается в виде степенного ряда:

(1)

V ao+a I+aal2f° aNolN°

к Z1 V

Проведя N0 измерении, будем иметь

NQ различных распределений,, как и число неизвестных коэффициентов a k в (1). Задачей калибровки становится определение значении коэффициентов a j,. Для решения ее необходима система из NQ уравнений.

Выражая объем V-. частицы в предпо- сферичности ее формы в виде

где

Ьхарактерный

размер частицы, искомую нении получим в виде сисцендентных нелинейных

.«) 41ге 4-

3

w

PV

,(5) 41Гр

3 |

п

gpVS-.gl

Ъ Ы RDNn

m.

ftu (П0 47р J- JlV-jN., --L g

де N (i 1 ,. . .,NQ) -число частиц в канале с номером 1 в i-н пробе исследуемого вещества;- число взятых

про :;

О - плотность материала исследуемых частиц;

m - масса соответствующей пробы.

N.

Так как система (2) содержит NQ уравнений и N0 неизвестных, а все ,,. кривые распределении N (1) отличаются одна от другой, то данная система является невырожденной и имеет единственное решение. Решение может быть

0

S

0

5

30

35

40

Л5

50

,,. найдено при помощи стандартного метода Ньютона или его модификации. Найденные в результате такого решения неизвестные коэффициенты а для каждого исследуемого материала заносятся в память машины, а затем автоматически считываются при обработке соответствующих экспериментальных данных.

i

Эксперименты и расчеты на ЭВМ с

различными формами кривых распределения, имитирующих дисперсные составы исследуемых сред, показали, что достаточно ограничиться третьим квадратичным членом разложения в (1) для достижения разумной точности калибровки в несколько процентов в определении размера частицы, то есть отбирая и измеряя три пробы вещества. Предположение о сферичности частиц, сделанное выше, накладывает основное ограничение на точность определения размера частиц и делает физически невозможным определить истинный размер точнее нескольких процентов. Значительная статистики, (число регистрируемых частиц составляет несколько сотен тысяч) и эффективное усреднение всех характеристик исследуемых сред делают оправданным предположение о сферичности частиц,

Таким образом, в предлагаемом способе благодаря тому, что калибровка проводится по самим исследуемым веществам и не требует использования эталонных частиц, достигается упрощение процесса .калибровки. Кроме того, исключаются ошибки калибровки, вызванные различием свойств рассеивания реальных частиц дисперсной среды и эталонных частиц.

Формула изобретения

Способ калибровки оптических анализаторов дисперсности, включающий облучение проб дисперсной среды зондирующим пучком света анализатора дисперсности, регистрацию импульсов света, рассеянного частицами проб, фотоприемником, анализ электрических импульсов гаотоприемника с помощью многоканального амплитудного анализатора, отличающийся тем, что,,,- с целью упрощения и повышения

51642324

точности калибровки путем исключения |

использования эталонных частиц, предварительно отбирают N проб одной и той же исследуемой дисперсной среды, определяют массу raj каждой из проб, 5 а связь между номером 1 канала многоканального амплитудного анализатора и размером R-. частицы находят из

соотношения:

Не

ПО

где к 0,1,2,...,N0,

при этом величины коэффициентов а

определяют из решения системы N

уравнений

ftiЈ

4n(l

4ft P

где N

(«1

Р

-число частиц в канале с номером I в i-чй пробе исследуемой среды;

1,2,„..SNO,

-количество учитываемых при анализе каналов многоканального анализатора;

-плотность материала исследуемых частиц.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля дисперсности взвешенных в среде микрочастиц, и может быть использовано при калибровке оптических анализаторов дисперсности. Целью изобретения является упрощение и повышение точности калибровки за счет исключения использования эталонных частиц. Для калибровки используют несколько проб одной и той же исследуемой дисперсной среды и измеряют массы этих проб. Затем каждую из этих проб помещают в область счетного объема калибруемого анализатора дисперсности. Импульсы рассеянного отдельными частицами света каждой из проб, зарегистрированные фотоприемником, фиксируют в соответствующих каналах многоканального амплитудного анализатора. Далее производят обработку данных с учетом массы каждой пробы, плотности вещества частиц, количества частиц в каждом канале амплитудного анализатора, зафиксированного для каждой из проб. Связь между номером канала амплитудного анализатора и размером ее частиц аппроксимируют степенным рядом. За счет использования для калибровки частиц, содержащихся в самой исследуемой среде,исключается необходимость в эталонных частицах. чз (Л ЗЭ Јъ Ю w N3