Способ измерения объемной концентрации аэрозольных частиц Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 

Способ относится к технической физике и метеорологии и может быть использован для оперативного дистанционного измерения в атмосфере объемной концентрации аэрозолей естественного и антропогенного происхождения,,

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измерения

На чертеже представлена принципиальная схема установки для реализации предлагаемого способа„

Способ осуществляется следующим способом, В исследуемую область 1 направляют излучение маломощного лазера 2 и регистрируют из углов 180° t tarctg(S/2R), где R - расстояние до области воздействия S - ее поперечный размер, фотоприемником 3 и лппа- ратургмй k сигнал Fh, отраженный от

исследуемой области. Затем соосно с излучением лазера 2 посылают мощное излучение 5 и вновь регистрируют фотоприемник 3 и аппаратурой Ц уровень оптического излучения Ек, отраженного от исследуемой области. Вычисляют величину Ј как отношение ЕК/ЕЦ, Одновременно и из тех же углов, что и оптическое излучение, регистрируют акустическое излучение приемником 6 и аппаратурой 7 регистрации и определяют его давление Р.

Аппаратура 7 регистрации синхронизируется с запуском моцного лазера 8. Момент времени t, соответствует пуску лазера 8, момент времени tz - приходу акустического сип-мла.

Искомая величина копиейтрпции N аэрозольных частиц (в ) определяется по формуле

о

и

00

15

N - ( + В) Р ,

ко

де Р давление звуковой волны, Па, - Е(/ЕМ - безразмерный оптический 5 игнал; Ем, Е„ - уровень принимаемого аломощного излучения соответственно о и после-посылки мощного излучения, Вт/см2, А - 7.А5-10 см-з. Па-4, В

1,2к10в см 3 Па 1 - эмпирические Ю константы , Re 15 см; л5 - коэффици,- ент затухания звука в атмосфере, Д t

t,t, - время задержки между запуском мощного лазерного излучения и началом приема акустического сигнала;

а - скорость звука в воздухе.

Формула изобретения

t

Способ измерения объемной концепт- 20 рации аэрозольных частиц в атмосфере, по которому в исследуемую област ь ат- мосферы посылают мощное лазерное излучение ft 10,6 мкм, из указанной «,. области атмосферы принимают возник- шее акустическое излучение из углов l80°+arctg(S/2R), где R- расстояние до области воздействия; S - ее поперечный размер, и измеряют его давление, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измерения, дополнительно соосно с посылаемым

мощным излучением в исследуемую область атмосферы посылают маломощное лазерное излучение, принимают рассеянный оптический сигнал от этого маломощного лазерного излучения из той же исследуемой области и под теми же углами, как принимают акустическое излучение, измеряют уровень от этого рассеянного оптического сигнала до и после посылки мощного лазерного излучения, регистрируют мо менты времени t« - посылки мощного лазерного излучения и t2 - начала приема акустического сигнала, а об искомом параметре лсудят по формуле

Н(А$г + В)

р ЬЈ5

Р 0

ilae

где N - концентрация аэрозольных частиц,- , Р - давление звуковой волны, Па; ЕК/ЕН - безразмерный оптический сигнал; Ен, Ец- уровень принимаемого маломощного излучения соответственно до и -после посылки мощного излучения, Вт/см2; А 7,5Х .-Па 1; В 1 ,2-105см-3- Па - эмпирические константы К 15см; fC - коэффициент затухания звука в атмосфере , At - время задержки между запуском мощного лазерного излучения и началом приема акустического сигнала, а - скорость звука в воздухе о

I 1

8

Изобретение относится к технической физике и метеорологии и может быть использовано для оперативного дистанционного измерения в атмосфере объемной концентрации аэрозолей естественного и атропогенного происхож- дения„ Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измеренийь Способ осуществляется направлением в исследуемую область атмосферы лазерного излучения Ъ 10,6 мкм с мощностью, достаточной для инициирования разрушения частиц, и последующей регистрацией акустического излучения из углов l80°iarctg(S/2R), где R - расстояние до области воздействия, S - ее поперечный размер, 1 ил.