Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению размеров и концентрации взвешенных частиц, и может быть использовано в метереологии, биологии, химической технологии, контроле загрязнений окружанщей среды, для измерения размеров и концентрации взве шенных частиц микронных размеров. Известен способ,согласно которому взвешенные частищ.1 поочередно освещают на некоторое время световым пуч ком каждую, фотоэлектрическим методо регистрируют импульсы рассеянного каждой частицей света и по этим импульсам судят о размерах и концентрации частиц. Поочередное освещение частиц осуществляют путем сканирования световых пучков по практически неподвижны частицам l I. Недостаток дйнного способа заклю- чается в невозможности его применени При анализе быстро двжущихся дисперсных сред, а также в сложности системы сканирования нескольких световых пучков. Известен способ при осуществлении которого световой пучок неподвижен и через него поочередно проходят частицы, переносимые текущей средой (жид костью или газом), в которой они взве шены. При этом регистрируются только те«находящиеся в потоке частицы, которые проходят через рабочий объем (образованный.например, пересечением светового пучка с полем зрения приемной фотоэлектрической системы) C2J. Недостатками этого способа являются сложностьформирования тонкой аэро зольной струйки, пересекающей световой пучок,и оЬгабки в определении размеров частиц вследствие неравномерной освещенности рабочего объема. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц включающий освещение частиц и регистрацию импульсов рассеянного частицами света f3 J. Однако способ имеет ограничения по чувствительности, точности измерений и нижнему пределу измеряемых размеров частиц. Чем вьппе концентрация взвешенньпс частиц, тем меньший рабочий объем необходимо иметь, это требуется для предотвращения многократных совпадений, т.е. одновременного попадания в рабочий объем нескольких частиц. Величина рабочего объема может быть уменьшена путем уменьшения поперечно го сечения светового пучка и/или пол зрения приемной системы (за счет их более острой фокусировки в зоне рабочего объема). При более острой фокусировке значительно возрастает чувствительность (при фиксированной мощности осветителя) и увеличивается верхний предел измеряемых концентраций, но вместе с тем возрастает и неоднородность освещенности рабочего объема. Поскольку рабочий объем намного больше диаметра исследуемых частиц, частиць могут пролетать в различных частях рабочего объема, и если его освещенность неоднородна, от одинаковых по размеру частиц могут получаться различные по величине импульсы, что порождает погрешности при оп ределении размеров и концентрации эт . частиц. о Кроме того, способ имеет довольно высокий нижний предел измеряемых час тиц, определяемый молекулярным рассеиванием среды, в которой взвешены частищл. Цель изобретения - одновременное повьшение чувствительности при фиксированной мощности источника, умень шение погрешностей, порояадаемых неод нородностью освещения рабочего объем и снижение нижнего предела измеряемы размеров частиц. Указанная цель достигается тем, что освещение частиц производят пучком света, сканируемым в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц, импульсы от рассеянного отдельными частицами света формируют в пачки, выделяют их огибающие, по которым судит о размерах и концентрации частиц. Кроме того, световой поток скани руют с постоянной скоростью и при 4 этом пачки импульсов составляют только из тех импульсов, временная задержка между которыми равна периоду сканирования . По предлагаемому способу сканирующий пучок света многократно освещает частицу, движущуюся через рабочий объем, в различных точках ее пути и в результате от каждой частицы получа ют не по одному импульсу рассеянного ею света, а по целой серии (последовательности пачке) импульсов. Поскольку частица бывает освещенав различных точках пути различными частями поперечного сечения светового пучка.Б случае неоднородности интенсивности этого пучка в поперечном сечении, импульсы рассеянного света от одной и той же частицы имеют различную величину. При этом имеется в вццу что частица много меньше, чем рабочий объем, сканирование происходит в одной и той же плоскости, перпендикулярной направлению движения частицы, а амплитуда сканирования обязательно больше размера светового пятна в направлении сканирования в зоне рабочего объема. Чем вьшге частота сканирования светового пучка, тем больше будет получено импульсов от каждой частицы и тем больше вероятность того, что каждая из частиц попадает хоть один раз в зону светового пучка, где его интенсивность наибольшая. Если из каждой пачки импульсов выбрать по максимальному импульсу (или выделить огибающую пачку )и только по эти максимальным импульсам (или по огибающим,, используемым в качестве импульсов судить о размерах частиц исключаются погрешности от неоднородности светового пучка, освещающего рабочий объем. Кроме того, повьшгается чувствительность, поскольку при этой же мощности осветителя площадь светового пятна в предлагаемом способе меньше, чем в известных способах.(при той же величине сечения рабочего объема). Во всех известных фотоэлектрических приборах нижний предел измеряемых размеров частиц, при хорошей конструкции, определяется молекулярным рассеиванием света в воздухе (или иной среде, в которой взвешены частицы). При этом временная модуляция светового источника приводит к точно такой же модуляции рассеянного излучения. Известен только один путь уменьшения влияния молекулярного рас сеивания - уменьшение рабочего объема, что ведет к увеличению времени измерения. В предлагаемом способе свет, рас сеянный частицейJмодулирован во времени (представляет пачку и1-1пульсов)у в то время как фон-сват, рассеянньй воздухом, практически постоянен, пос кольку в СИЛУ чрезвычайной малости х рактерных размеров рассеивающих объемов и их большого количества при сканировании пучка уровень молекуляр ного рассеивания на меняется. Таким образом, применяя соответст вующие радиотехнические средства мож но повысить отношение сигнал-шум за счет того, что по предлагаемому способу сигнал модулирован во времени, а шум постоянен (во всяком случае, меняется по другому закону). В результате нижний предал измеряемых ра меров частиц при этом уменьшается. Далее, если в рабочий объем попадает одновременно две (или более)час тицы, но таким образом, что в световой пучок они одновременно не попадают.импульсы от каждой из них не накладываются друг на друга. Фактически при этом получается две или более последовательности импульсов, каждой из которых врется между импуль сами равно периоду повторения (при линейном законе сканирования без обратного-хода) . В то жа время задержка одной последовательности относительно другой определяется координатами пролета соответствуннцнх частиц. Известными радиотехническими средствами можно сформировать для этих дву (или более)последовательностей две (или более) пачки, отобрав в каждую только импульсы, полученные от одной частицы. При этом возрастает верхний предел измеряемых концентраций, поскольку при таком способе обработки импульсов погрешность многократных совпадений определяется не сечением рабочего объема(при фиксированном по ле зрения), а площадью светового пуч ка.. На чертеже представлена схема уст ройства для реализации предлагаемого способа. .Источником света является лазер 1. На пути светового пучка установлены дефлектор 2 (электрооптический или акустооптический), подключенный к блоку 10 управления, фокусирующий объектив 3 и поглотитель 4. Схема прососа(не показана) -обеспечивает движение частиц со скоростью V перпендикулярно плоскости чертежа. Приемная система состоит из объектива 5, диафрагмы 6 поля зрения, фотоприемника 7, блока 8 обработки импульсов и анализатора 9. Блок 8 обработки одним входом подключен к фотоприемнику 7, вторым входом - к блоку 10 управления, а выходом - к анализатору 9. Рабочий объем формируется пересечением светового пучка и поля зрения приемной системы, определяемого диафрагмой 6. Способ осуществляется следующим образом. Световой пучок от источника 1 фокусируют объективом 3 в поток исследуемых частиц. При этом фокальную плоскость объектива 3 располагают в середине поля зрения приемной системы, а площадь фокального пятна выбирают заведомо меньше площади требуемого раб бочего объема в той же плоскости (при заданном поле зрения, т.е. при заданной величине рабочего объема вдоль оптической оси объектива З). Величина рабочего объема определяется как и в известных способах. Далее задают допустимую величину неоднородности освещенности рабочего объема, например 10%. Исходя из этого, определяют по уровню 0,9 размер Л фокального пятна, направление движения частиц, а после этого требуемую высоту сканирования f if $-V/i Практически, чтобы получить не менее десятка импульсов в каждой пачке, лучше взять f ()V/. Частица со скоростью V пройдет расстояние U за время &fV, т.е. при частоте f /У/йвсякая частица в рабочем объеме обязательно будет пересечена областью луча с освещенностью не ниже 0,9, Затем измеряют размер (J фокального пятна в направлении сканирования (фокальное пятно необязательно должно быть круглой формы) и определяют требуемую амплиу у сканирования А Д Л ., где S - площадь сечения требуемого рабочего объема площадь фокального пятна; УровеньуПО которому определяются сГ , 5д, S-pj особой роли не играет и его можно брать таким же, как в изве стных случаях при определении величи чины сечения рабочего объема, например по уровню 0,1. При этом желательно, чтобы :г-;Г 5 о % Световой пучрк сканируют с пос- тоянной скоростью (аналогично развертке на осциллографах) в плоскости чертежа с указанными частотой и ампли тудой. Частицы пролетают через рабочий объем, и от каждой частицы образуется пачка импульсов (за счет многокра ного пересечения световым пучком это частицы). Огибающая этой пачки, соответствует профилю интенсивности фокального пятна в направлении движения частиц ( для одномодового ОКГ это профиль является гауссовымJ, т.е. амплитуда пачек от частиц одинакового размера не зависит от места про лета частицы через рабочий объем. Фотоприемник преобразует импульсы св та в электрические импульсы. Блок обработки отфильтровывает от фона каждый импульс, а затем в полученной пачке выделяет огибающую {или импульс с максимальной амплитудой Затем огибающие пачек подвергают такому же анализу, как и в известных способах -импульсы непосредственно с фотоприемника, и таким образом нахо- дят размеры частиц (по амплитуде ) и их концентрацию (по количеству пачек). Фильтрация импульсов в данном слу чае возможна только потому,что каждои частице соответствует не один импульс, а несколько, например 10. Таким образом можно либо поставить соответствунщий электрический фильтр либо стробировать последующие каскады блока обработки стробами, длительность которых соответствует длительности импульсов а частота повторения равна частоте повторения импульсов (частоте сканирования). При этом соответствующий генератор стробов должен запускаться первым импуль сом Б каждой пачке. Измерение размеров и концентрации взвешенных частиц заканчивается выделением огибающих полученных пачек. Вьщеленные огибающие подобны импульсам, полученным в известных способа} и их анализируют точно так же. Если Б рабочий объем попадает одновременно несколько частиц (например, две), но не попадающих одновременно в световой пучок, на выходе фотоприемника образуется две :акви дистантные (вследствие линейности сканирования) последовательности импульсов, смещенных относительно друг друга на некоторую Bejm4HHy, зависящую от взаимного расположения частиц (обе последовательности начинают накладываться, когда проекция расстояния между частицами на плосокость, перпендикулярную оси объектива 3, мень ше соответствующего размера фокального пятна), С помощью известных технических решений вполне возможно сформировать пачки таким образом, чтобы в каждую пачку отбирать только свои эквидистантшле импульсы, время задержки между которыми равно.периоду сканирования. В этом случае сколько частиц, столько пачек, следовательно нужны два генератора стробов, каждый из которых запускается своей пачкой импульсов, т.е. при заданной погрешности за счет многократных совпадений с помощью указанной обработки импульсов можно увеличить верхний предел измеряемых концентраций, Далее, поскольку при каждом акте сканирования временное положение импульса от частоты относительно начала сканирования однозначно определяется координатой частицы в направлении сканирования, измеряя это время, можно легко определить траекторию движения частицы (точнее, изменение координаты по направлению сканирования). Это может оказаться полезт,гм для измерения параметров движения воздуха в малых объемах ( изучение турбулентной диффузии и т.д. и позволяет следить за движением частиц микронных и субмикронных размеров, где телевизионные и др. методы не годятся. Кроме того, возможные краевые эффекты (неоднородность освещенности на карях области сканирования)легко устраняются временной селекцией соответствуницих зон сканирования (самого начала и самого конца ). Если принять, что в известных случаях сечение рабочего объема составляет доли квадратных миллиметров в данном, случае можно получить отношение 5д/ Sjf Ю. .. 00 (практически дос
