Фотоэлектрический нефелометр для аэрозолей Советский патент 1979 года по МПК G01N21/02 

Изобретение относится к области фотоэлектрических аэрозольных фотометров для оиределения концентрации и дисперсности аэрозолей и-оценки эффективности фильтрации противоаэрозольных фильтров. Изобретение может быть применено .в физических, биологических, экологических и japynax исследованиях, в химической, медицинской и других отраслях промыишенйоств.

Известный визуально-фотоэлектрический нефелометр содержит источник света, освещающую оптическую систему, аэро-« зольную кбмеру; имеюи ую в стенке отвер стае, ось которого расположена под углом 45° к оси освещакмцей системы, приемную оптическую систему с поляроидоманализатором, фотоприемником и электроизмерительный блок l.

Конструкция нефелометра не позволяет выполнять фотоэлектрические измерения дисперсности аэрозоля. Визуальные измарения дисперсности аэрозоля по степени деполяризации рассеянного света могут

проводиться лишь в очень узком диапазоне изменения дисперсности и с малой точностью. Это объясняется тем, что поляризация света, рассеянного аэрозолем под углом 45 слабо зависит от дисверсносте аэрозоля.

Наиболее близким по своей технической сущности является известный фотоэлектра ческвй нефелометр для аэрозолей, содержащий источник света, освещающую оптическую систему, аэрозольную камеру, имеющую в стенке отверстие, ось которого расположена под углом 90° к оси освещающей оптической системы, приемную оптическую систему с поляроидом-анализатором, фотоприемник и электроизмерительный блок 2.

Недостатком этого нефелометра является низкая точность определения малых концентраций аэрозоля (концентрации , рядка 10 мг/литр при среднем раднусзе аэрозольных частиц - 0,15 мкм, определяются с погрещностью не менее i 50%), которая объясняется отеосительно малым значешем светового потока, рассеиваемого аэрозсзпям и под углом , и недостаточно широкий диапазон измерения дисперс ности аэрозоля (jova. аэрозолей минерального масла с коэффициентом преломления V11 1,48 радиус частиц определяется в диапазона 0,04-0,4 мкм). Цель предлагаемого изобретения - рас- тшревие диапазона измерения дисперсности аэрозоля. Для этого в стенке, аэрозодшой камеJM выполнено дополнительное отверстие, ось которого расположена под углом 45 к оси освещакадёй оптической системы а приёмная оптическая система снабжена об1 актввом, соосным с дополнительным отверстием в оптически связанным с фотоприемником. На фиг. 1 представлена схема пре/шагаёмого нефелометра; на фиг. 2 - то же, разрез по линии А-А, Нефелометр состоит из источника 1 , апертурной диафрагмы 2, конденсора 3, аэрозольной камеры 4 с светоэкраяирующими ширмами и отверстиями . 5, 6 и 7, сеетоловушек 8, линзы 9, поля|Х}ида-анализатора 10, установленного с возможностью вращения вокруг своей оси, волоконного световода 11, коллекторной линзы 12, объектива 13 качающейся отражательной призмы 14, неизбирательных поглотителей 15, полевой диафрагмы 16, апертурлой диафрагмы 17, корригирующего поглотителя 18, фотоприемника 19, усилителя 20 и показьтающе го. прибора 21. В стенке камеры 4 выполнены отверстие для ввода в камеру ос вещающего пучка света и отверстия, оси которых расположены под углом соответственно 45° -к направлению освещающего пучка света. Предлагаемый нефелометр работает следующим образом. Световой поток от источника 1 света направляется через диафрагму 2, конденсор 3 и отеерстае 5 в аэрозольную камеру 4. Световой поток, рассеянный час;тицами аэрозоля под средним углом 90, поступает из аэрозольной камеры через отверстие 6, линзу 9, поляроид-внализатор 10, волоконный световод 11 коллекTOfteyip линзу 12 на 1Ч)изму 14. Световой поток, рассеянный частицами аэрозоля под средним углом 45 через отверстие 7 и обьектив 13 также поступает на приз му 14. Светоловущки 8 уменьшают собственное фоновое светорассеяние аэрозоль ной камеры. При установке призмы 14 в положение, показанное на схеме, световой поток, рассеянный под средним углом 45 через неи5збирательные поглотители 15, обеспечивающие широкий диапазон измерения концентраций аэрозоля, полевую диафрагму 16, апертурную диафрагму 17 и корригирующий поглотитель 18 направляется на фотоприемник 19. Прй повороте призмы 14 по часовой стрелке на на фотоприемник также через поглотители 15, 18 и диафраплы 16 и 17 поступает световой поток, рассеянный под средним углом 90°. Фотоприемник линейно преобразует световой сигнал в электрический ток, который после усиления усилителем 20 измеряется показывающим прибором 21. Выходной ток усилителя с учетом ослабления светового потока калиброванными неиабират;ельными поглотителями характеризует концентрацию аэрозоля. Концентрация аэрозоля порядка 10 мг/литр при 0,15 мкм могут быть определены о по грешностью не более . 15%. Отношения токов, полученных при двух положениях поляроида-анализатора и при двух положениях подвижной призмы, а также совокупность этих отношений характеризуют дисперсность аэрозоля. Формула изобретения Фотоэлектрический нефелометр для аэрозолей, содержащий источник света, освещающую оптическую систему, аэрозольную камеру, имеющую в стенке отверстие, ось которого расположена под углом 90° к оси освещакнцей оптической системы, приемную оптическую систему с поляроидоманализатором, фотоприемник, и электроизмерительный блок, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения дисперсности аэрозоля, в стенке аэрозольной камеры выполнено дополнительное отверстие, ось которого расположен под углом 45 .к 9СИ освещающей оптической системы, а приемная оптичеокая система снабжена Объективом, соосHbnvi с дополнительным отверстием и оптически связанным с фотоприемником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР J 82.262, кл. G С1 J 1/36, 05.11.65. 2. Фотоэлектрический нефелометр ФЗН-90. ТО и инструкция по эксплуатации ЗОМЗ, 1962.