Устройство для измерения среднего заутеровского диаметра частиц аэрозоля Советский патент 1976 года по МПК G01N15/02 

1

Изобретение относнтся к устройствам для измерения размеров аэрозольных частиц.

Известен прибор для определения размера и формы аэрозольных частиц 1, состоящий из систем линз, зеркал, диафрагм и фотоумножителя. С помощью линз, диафрагмы, поглощающего диска, расноложепного перпендикулярно оптической оси, из светового пучка источника формируется световое кольцо. Затем с полющью системы линз свет фокусируется В цептре отборной ячейки, через которую направляется исследуемый поток газа. Если в центр ячейки попадает частица, часть света рассеивается и попадает на следящую систему линз. Эта система линз преобразует пучок таКИМ образом, что изображение частицы появляется В плоскости, совпадающей с плоскостью щели, которая ставится иа пути распростраиеиия света перед фотоумножителем. Размер щели регистрируется микрометром. Амплитуда сигнала, снимаемого с фотоумиожителя, нроиорциоиальиа интенсивности иоиадаюи1его на фотокатод света, которая определяется размером част1щы. Поворачивая Н1ель вокруг оитической оси иа иекоторый угол, можио но амнлитуде сигнала определить форму частицы. Известный ирибор сложен конструктивно и мало иадежеп в работе.

Известен прибор для анализа частиц 2, в котором луч лазера рассеивается частицами в

рассеивающем объеме, из которого импульсы рассеянного света через две днафрагмы и интерференционный светофильтр нопахТ,ают на фотодетектор, подключенный к усплптелю. От усилителя импульсы через коаксиальный кабель поиадают на амнлитудный аиализатор импульсов, к которому подключена вычнслительная мащииа. Для использования данного устройства требуется вычислительная машина, что значительно усложняет проведение анализа.

Паиболее близким техиическим решеиием является прибор 3, содержащий источник монохроматического нзлучения, собирающую лиизу с экраном, размещенным в ее фокальной нлоскости, фотоирнемник и регистрирующий блок с вторичным ирибором, В качестве которого используют вычислительиую машину.

Цель изобретения - yiipoHteinie конструкции устройства (исключеиие вычисл ггелыюй маипшы) и иовьииение надежности его и работе.

Согласио изобретению н устройстве для измереиия среднего заутеровского диаметра частиц аэрозоля экраи имеет ио меиьшей мере одну иару отверстий, радиальио размещеииых отиосительно оитнческой осн, одно из которых имеет форму части кругового кольца, другое - форму радиальиой щели, иричем наиротив каждого из отверстий установлены фотоприемники, а регистрирующий блок включает компенсаторы сигналов светового фона, соединенные с выходами фотоприемников, и делитель, установленный на выходе компенсаторов II соединенный с вторичным ирибором. Кроме того, экран выполнен в виде поворотного диска, а расстояние от оптической оси до отверстия в виде части кругового кольца в 1-5 раз больше расстояния до отверстия в виде щели, а щирииа щелевого отверстия равна или меньще расстояния от оитической оси. Это позволяет упростить конструкцию устройства и увеличить ее надежность.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения среднего заутеровского диаметра частиц аэрозоля; на фиг. 2 изображен иоворотный экраи с отверстиями (вид А иа фиг. 1). На фиг. 1, 2 приняты следующие обозначения:

1- источник монохроматического излучения;

2- рассеивающая среда (аэрозоль); 3 - собирающая линза; 4 - поворотный экран;- 5 и 6 - фотоприемники; 7 и 8 - комиенсаторы сигналов светового фона; 9 - делитель; 10- вторичный прибор; 11 - часть кругового кольца; 12 - щель.

Работа устройства заключается в следующем.

Параллельный пучок света, создаваемый источником 1 моиохромат11ческо1о излучеппя, проходя через иолпдпсперсную среду аэрозольных части 1, 2, рассепвается. Рассеянный свет линзой 3 собирается в фокальной плоскости, где устанавливается поворотпый экран 4 с размещенной на нем по меньшей мере одной парой отверстий, напрпмер I-I (см. фиг. 2), в виде части кругового кольца II и щели 12, радиально расположенных относительно оптической оси.

С целью компенсации ошибок при измерении среднего заутеровского диаметра D з, частиц аэрозоля, возникающих в результате ограниченности диаиазоиа измереипя интенсивности рассеянного света по углу рассеяния Pmin и Ртах. 3 также В результате осреднения интенсивности по ширине щели, расстояние г (см. фиг. 2) от оптической оси до отверстия в виде части кругового кольца выбирается в зависимости от необходимости в 1-5 раз больше расстояния до отверстия в виде щели, при этом ширина б щелевого отверстия равна или меньше его расстояния от оптической оси.

Рассеянный свет ироходпт через отверстия указаииой формы, иостзпает на фотоириемнпки 5, 6, установленные за ними, и иреобразуется в электрические сигналы, пропорциональные значениям интегральных характеристик рассеянного света. Электрические сигналы с фотоприемников поступают иа входы компенсаторов 7, 8 сигналов светового фона, а затем - на блок деления 9. Отношение этих сигналов, равное значению Dy , с учетом коэффициента регистрируется вторичным прибором 10.

Предложенное устройство не требует дорогостоящей аппаратуры, надежно в эксплуатации, имеет простую коиструкцию и сокращает время обработки данных - все это дает значительные преимущества по сравнению с известными устройствами аиалогичиого назиачения.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения среднего заутеровского диаметра частиц аэрозоля, содержащее источник монохроматического излучеиия, собирающую линзу с экраном, размещенным в ее фокальной плоскости, фотопрпемник и регистрирующий блок с вторичным прибором, отличающееся тем, что, с целью уирощеиия коиструкции устройства, экран имеет по меньшей мере одну пару отверстий, радпально размещенных отпосительпо оптической осп, одпо из которых пмеет форму части

кругового кольца, другое - форму радпальиой п,ели, причем иапротив каждого из отверстий установлены фотоприемиики, а регистрирующий блок включает комиенсаторы сигпалов светового фона, соедпиенные с выходами

фотоприемников, и делитель, установленный иа выходе комиеисаторов и соединенный с вторичным прибором.

2.Устройство по ц. 1, отличающееся тем, что экран выполнен в виде поворотного

диска.

3.Устройство ио пп. 1 и 2, отличающееся тем, что расстояиие от оптической оси до отверстия в виде части кругового кольца в 1-5 раз больше расстояния до отверстия в виде щели, а ширина шелевого отверстия равиа или меиьше расстояния от оптической оси.

Источники информации, принятые во внпмание при экспертизе:

1.Пат. США, кл. 356-102, № 3563660, от 16.02.71.

2.Instrum Aerospace Ind. Vol. 18, Pittsburgh, 1972, 23-27.

3.IEEE Trans. Instrum and Meas, 1972, 21, № 1, 56-59.

Ш

- 1

Фиг. г