Устройство для определения размеров частиц в жидкости Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в промышленности, биологии, медицине, метеорологии, а также для контроля степени загрязненности среды в экологии и др.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений, упрощение процесса и системы калибрования, расширение диапазона калибрования, а также упрощение юстировки устройства.

На фиг.1 и 2 изображена блок-схема устройства для определения размеров и концентрации частиц в потоках жидкости; на фиг.З - фрагмент канала для протекания исследуемой жидкости; на фиг.4 - вид сигнала на выходе усилителя.

Устройство для определения размеров и концентрации частиц в потоках жидкости содержит последовательно расположенные источник излучения (лазер) 1, сканирующий элемент 2, вход которого соединен с возбуждающим его генератором 3, фокусирующую оптическую систему 4, канал для протекания исследуемой жидкости 5, фотоприемник 6, усилитель 7, сигнальный вход которого соединен с фотоприемником 6, а выход соединен с сигнальным входом порогового устройства 8 и со входом схемы отделения амплитуды сигнала метки 9, выход которой соединен либо с управляющим входом источника излучения 1 (фиг.1), либо с вторым (управляющим) входом усилителя 7 фиг.2 и с входом масштабирующего устройства 10, выход которого соединен с опорным входом порогового устройства 8. Выход

00

ел

GO 00

порогового устройства 8 является выходом устройства (фиг. 1, 2).

На поверхности канала для протекания жидкости 5 в области счетного объема 11 нанесена регулярная последовательность калибровочных меток 12, расположенных на линии сканирования луча 13 (фиг.З).

На выходе усилителя имеется последовательность сигналов следующего вида (фиг.4): 14 - сигнала от краев канала для жидкости; 15 - импульсные сигналы от частиц; 16 - регулярный сигнал от меток.

При пересечении сфокусированным лучом частиц, находящихся в потоке жидкости, а также меток 12 (фиг.З) на поверхности канала, фотоприемником 6 генерируется импульсный от частиц 15 и регулярный от меток 16 сигнал (фиг.4), амплитуда которого определяется размером частицы (или метки).

. Усиленный усилителем 7 полный сигнал поступает на вход схемы выделения амплитуды сигнала метки 9. Указанная схема может быть выполнена, например, в виде пикового детектора, запоминающего амплитуду сигнала метки в момент, определяемый фазой р ее появления относительно края канала. Схема может быть выполнена также в виде фильтра с резонансной частотой fCK

fp - 2п Тек.

где п - число регулярных меток;

fcK - частота сканирования луча.

С помощью масштабирующего устройства 10 (например, резистивного делителя) можно выбрать порог срабатывания порогового устройства 8, соответствующий требуемому размеру частиц.

Устройство допускает простое расширение количества калибруемых размеров частиц путем увеличения числа масштаби- , руемых и пороговых устройств.

Использование сканирующего элемента в совокупности с неподвижными калибровочными метками на стенках жидкостного канала позволяет отказаться от введения специального механического калибратора, модулятора излучения или введения в поток жидкости калибровочных частиц, что упрощает конструкцию и повышает надежность системы.

Введение в устройство схемы выделения сигнала метки и управление источником излучения либо усилителем, либо пороговым устройством, позволяет проводить эф- фективную непрерывную калибровку в процессе измерения.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

1. Устройство для определения размеров частиц в жидкости, включающее канал для транспортировки исследуемой среды, имеющей по крайней мере две прозрачные противоположные стенки, источник излучения, оптическую систему, фотоприемник, усилитель, вход которого соединен с фотоприемником, пороговое устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя, а опорный вход - с источником

опорного сигнала, соответствующего регистрируемым частицам, выход порогового устройства является выходом устройства, и систему генерации калибровочных сигналов, расположенную перед фотоприемником, отличающееся тем, что, с целью упрощения измерений и расширения диапазона калибровки, дополнительно введен сканирующий элемент, расположенный между источником излучения и каналом для

транспортировки исследуемой среды, а источник опорного сигнала выполнен в виде схемы выделения амплитуды сигнала калибровочной метки и масштабирующего устройства, причем вход схемы выделения

амплитуды метки соединен с выходом усилителя, а ее выход - с входом масштабирующего устройства, выход которого соединен с опорным входом многоуровнего порогового устройства, а система для генерации калибровочных сигналов содержит метку, нанесенную на одну из прозрачных стенок канала.

2. Устройство поп.Т.отл ичающее- с я тем, что источник излучения имеет уп- равляющий вход, а выход схемы выделения амплитуды сигнала метки соединен с управляющими входами усилителя и источника излучения,

3. Устройство по пп,1 и 2, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения, метка выполнена полупрозрачной.

4. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что метка выполнена в виде регулярного ряда меток.

tfFfv

I - - - - ,

И

43

Сущность изобретения: устройство содержит сканирующий элемент и метки, нанесенные на прозрачную стенку проточной камеры. Электронная часть устройства дополнительно содержит схему выделения амплитуды сигнала калибрующей метки и масштабирующее, устройство. Выход схемы выделения сигнала метки соединен с входом масштабирующего устройства, выход которого соединен с опорным входом мно- гоуровнегр порогового устройства. 3 з.п. ф- лы, 4 ил.

W Фиг.З