Детектор аэрозолей Советский патент 1975 года по МПК G01N15/00 

1

Изобретение относится к приборам контроля и регулирования получения чистых и сверхчистых продуктов в аэрозольном состоянии, для контроля запыленности воздуха производственных (помещений и может «айти применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, р адиотехни.ческой, электротехнической, электронной, приборостроительной и горнодобывающей пром-ышлениостях.

Известен детектор аэрозолей, содержащий корпус, включающий в себя световод с источником излучения и оптической системой, рабочую камеру, гаситель излучения и гнездо фотопри«мника с рабочим экраном.

Однако известный прибор имеет малую чувствительность измерений.

С целью повыщения чувствительности измерений в предлагаемом детектор е аэрозолей корпус выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внутренней поверхностью, а световод с источником излучения и оптической системой, рабочая камера в гнезде фотоприемника размещены в эллипсоидном корпусе соосно его большой оси симметрии, причем рабочая камера выполнена с центром в одном из фокусов эллипсоидното корпуса в виде сферического элемента, ограниченного прозрачной поверхностью, а гаситель излучения выполнен коническим и установлен внутри рабочей камеры в положении, препятствующем прямому воздействию излучения на экран фотоприемника, раз.мещенного перПендикулярно большой оси симметрии корпуса между его фокусами.

На чертеже схематически изображен предлагаемый детектор аэрозолей.

Корпус 1 детектора выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внутренней поверхностью. Внутри корлуса размещена рабочая -камера 2, центр которой совпадает с фокусом 3 эллипсоида. Рабочая камера сообщается с каналами ввода 4 и вы-вода 5 анализируемого аэрозоля, установленными перпендикуляр.но к большой оси эллипсоида. Вдоль большой оси эллипсоида к камере подведен источник света б с оптикой 7 и конусный гаситель излучения 8, выполненный из светопоглощающего материала. Сечение эллипсоида образовано пересечением образующей 9 с проекцией тени гасителя излучения 8 от центра рабочей камеры (фокус 3 эллипсоида), в которой фокусируются лучи от источника света 6. В сечение эллипсоида вписана рабочая поверхность фотоприемника 10. Фотолрием.ник подбирается такого размера, чтобы его рабочая поверхность полностью вписывалась в сечение эллипсоида, причем в такое сечение, которое смещено па 1екоторое расстояние от второго фокуса 11 эллипсоида

в сторону первого фокуса 3. Это смещение необходимо для , чтобы рассеянный свет от освещенного аэрозоля равномерно раснределялся по поверхности фотонриемника. Этим исключается влияние .неравномерности чувстБительности фотоп.риемника по рабочей поверхности. Рабочая камера 2 выполнена в виде щара и необходима для того, чтобы рассеянный аэрозолью свет в фокусе 3 свободно проходил границу воздух - прозрачная для света среда под углом в 90°. Рабочая камера вписывается в конус, образованный лучами 12, исходящими из второго фокуса 11 эллипсоида касательно кромок гасителя излучения 8 до пересечения с образующей поверх-ностью 9. Оптическая система 7 вписана в рабочую камеру 2 по линии сечения, образованной пересечением образующих 13 с камерой 2. Канал ввода 4 анализируемого аэрозоля содержит капилляр 14 с заборным устройством 15 и корпус воздуховода 16 с линией очищенного фильтром 17 воздуха. Соосно с каналом 4 расположен выводной канал 5. В центр рабочей камеры 2 с помощью оптической системы 7 спроецирован прямоугольного сеч,ения луч 18, поглощающийся гасителем излучения 8. Фотоприемник 10 соединен с усилителем 19, а последний - с сигнализатором 20. Питание электрических узлов осуществляется от блока 21. На образующую внещнюю поверхность эллипсоида наносится отражающее покрытие 22. Вывод 5 тодсоединяется к побудителю расхода (на чертеже не показан).

Детектор аэрозолей работает следующим образом.

При подаче питания на побудитель расхода, последний начинает высасывать воздух из вывода 5. Одновременно подается питание на усилитель 19, сигнализатор 20 и источник света 6. Побудитель расхода, создавая разрежение в рабочей камере 2, заставляет работать заборное устройство 15 и фильтр 17. Аэрозоли, пройдя заборное устройство 15 и капилЛ|Яр 14, пересекают световой луч 18 в фокусе 3. Одновременно воздух с аэрозолями поступает на вход фильтра 17, где очищается от аэрозолей и, пройдя фильтр 17, образует вокруг потока воздуха с аэрозолями, выходящего из капилляра 14, воздушную рубащку, которая не позволяет рассеиваться потоку с аэрозолями вплоть до входа в выходной капал 5.

Источник света 6 с помощью оптической системы 7 формирует прямоугольный луч

света с осью симметрии в фокусе 3. Далее луч попадает в гаситель излучения 8 и там затухает. Аэрозоль, проходя луч 18 в фокусе 3, создает рассеянный поток, который рассеивается во все направления по величине согласно положению Тиндаля пропорционален поверхности аэрозоля. Рассеянный свет, пройдя рабочую камеру 2, поступает в корпус эллипсоида. Отражаясь от зеркальной внутренней поверхности корпуса, лучи рассеянного света стремятся попасть -в фокус 11. Но так как рабочая повер хность фотоприемника 10 смещена на некоторое расстояние от фокуса 11 в сторону фокуса 3, то вся поверхность фотоприемнижа будет освещена равномерно. Равномерное распределение полезного светового сигнала по поверхности фотоприемника необходимо для исключения зонной чувствительности фотослоя (например, фотокатода ФЭУ). Сигнал с выхода фотоприемника 10, пропорциональный площади поверхности аэрозоля, т. е. квадрату среднего радиуса аэрозоля, поступает на усилитель 19. С усилителя 19 сигнал поступает на сигнализатор 20 (амплитудный анализатор и регистратор), с помощью которого можно нолучить информацию как о количестве аэрозолей в единице объема, так и о раснределении по спектру.

Предмет изобретения

Детектор аэрозолей, содержащий корпус, включающий в себя световод с источником излучения и оптической системой, рабочую камеру, гаситель излучения и гнездо фотоприемника с рабочим экраном, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности измерений, корпус выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внуггренней поверхностью, а световод с источником излучения и оптической системой, рабочая камера в гнезде фотопр.иемника размещены в эллипсоидном корпусе соосно его больщой оси симметрии, причем рабочая камера выполнена с центром в одном из фокусов эллипсоидного корпуса в виде сферического элемента, ограпиченного прозрачной поверхностью, а гаситель излучения выполнен коническим и установлен внутри рабочей камеры в положении, препятствующем прямому воздействию излучения на экран фотоприемника, размещенного перпендикулярно больщой оси симметрии корпуса между его фокусами.

10