Устройство для измерения размеров движущихся взвешенных частиц Советский патент 1982 года по МПК G01N21/53 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению размеров взвешенных частиц, и может использоваться в химической промышленности, метеорологии, геофизиь е и т.д. Одно из известных устройств для измерения размеров движущихся взвешенных частиц содержит осветитель, оптическую систему, фотоприемник и регистратор ГП. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения размеров движущихся взвешенных части содержащее осветитель, узел формирования светового пучка, поглотитель, последовательно включенные фотоприем ник с оптической системой, блок изме рения временных параметров импульсов решающий блок и регистратор 2. Недостатком известного устройства является ограниченная разрешающая способность при измерении размеров частиц в широком диапазоне размеров. Цель изобретения - расширение разрешающей способности. Для достижения указанной цели в известное устройство для измерения размеров движущихся взвешенных частиц, содержащее осветитель, узел формирования светового пучка,°поглотитель, последовательно включенные фотопрйемник с оптической системой, блок измерения временных параметров импульсов, решающий блок и регистратор, введен узел формирования, дополг нительного световогЬ пучка, смещённого относительно основного пучка в направлении движения частиц, а блок измерения временных параметров импульсов выполнен в виде селектора, блока измерения длительности импульсов по заданному относительному уровню и блока измерения временного интервала между импульсами, вход которого соединен с выходом фотоприемника и с входом селектора, выход которого через блок измерения длитель392ности импульсов по заданному относительному уровню соединен с одним вхо дом решающего блока, другой вход которого соединен с выходом блока измерения временного интервала между импульсами« На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит осветитель 1 (ОКГ), узел формирования догюлнитель него светового пучка, выполненный на основе свеТс делйтельного элемента 2, узел формирования Основного светового пуука, выполненный на основе цилиндрического объектива 3. Цилиндрический объектив Ц предназначен для формирования дополнительного светового пучка. Оба световых пучка попадают на поглотитель 5. Рассеянный частицами свет объективом 6 фокусируется на диафрагму 7 поля зрения, за которой установлен фотоприемник 8 (объектив 6 может располагаться в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа). К выходу фотоприемника 8 подключен селектор 9, пропускающий Н 3, 5 и т.д. импульсь, выход которого подключен к блоку 10 измерения длительности импульсов по заданному относительному уровню {Е) от их амплитуды, состоящий в свою очередь, из линии 11 задержки, (на время, не меньшее длительности импульса) измерителя 12 амплитуд, подключенных параллельно ко входу блока 10 (к выходу селектора 9), измерителя 13 дли тельностей и делителя напряжения (e.S раз), причем измеритель 13 свомм входом подключен к выходу линии t1 задержки, делитель 1 своим &XOROM подключен к выходу измерителя 12амплитуд, s выходом - ко входу ус тановки уровня измерения измерителя 13длительностей, выход которого и является выходом бпока 10. Параллель но селектору 9 к выходу фотоприемника 8 подключен блок 15 измерения временного интервала между импульсами, возникающими при пересечении чаетйцей первого и второго световых пучков. К выходам блоков 10 и 15 подключен регяащий блок 16, обеспечивающий аычисг1енна зависимости йс гомый размер частицы; длительность первого импульса (или второго, что безразлично) на уровне интервал между первым и вторым импульсами по любому уровню ; Аи В -константы устройства. К выходу блока 16 подключен реистратор 17. Устройство работает следующим обазом. Осветитель 1 совместно со сбетоелительным элементом 2 и объектиами 3 и формирует два цилиндриеских а плоскости, перпендикулярой плоскости чертежа, световых пуча, которые в пределах поля зрения, пределяемого диафрагмой 7, можно читать параллельными с некоторым а.сстояниям L между.ними в направении движения частиц. При этом втоой из пучков (дополнительный), на- . ример, нижний на чертеже, нужен ишь для измерения скорости движёия частиц. Рассеянный частицами свет (два импульса от каждой частицы) СО7 бирается объективом 6 на фотоприемник 8, на выходе которого образуют- ся электрические импульсы, форма которых соответствует орме световых импульсов (фотоприемник работает на линейном участке световой характеристики) . Селектор 9 пропускает на блок 10 только первый из импульсов от каждой частицы. В блоке 10 этот первый из импульсов задерживается линией 11 задержки на время, примерно равное длительности импульса, одновременно измерителем 12 измеряется его амплитуда, которая делителем 1 делится на ,72. Таким образом, на выход измерителя 13 поступает сигнал, обеспечивающий уровень измерения, равный 2 от амплитуды данного импульса,, При приходе задержанного импульса с линии 11 измеритель 13 измеряет эту длительность С по указанному уровню. Блок 15 измеряет интервал Т между первым и вторым импульсами (зная Т легко найти скорость движения частиц V: V Tf ). Уровень измерения в этом случае безразличен, он лишь должен быть постоянным для обоих импульсов. Далее блок 1б вычисляет размер R частиц по соотношению „ R . который регистрируется регистратором 17. Константы прибора А и Б могут 59225 быть либо вычислены, либо измерены при калибровке прибора (при калибровке частицами с известным размером, но произвольным показателем преломления, т.е. откалибровав прибор один раз, можно затем измерять частицы из любого материала без какого-либо пересчета и дополнительной калибровки), Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройст- 1о ва за счет снижения нижнего предела измеряемых размеров части) независимо от величины показателя преломления их материала.. Формула изобретения Устройство для измерения размеро движущихся взвешенных частиц, содер жащее осветитель, узел формирования светового пучка, поглотитель, последовательно включенные фотоприемник с оптической системой, бло измерения временных параметров импульсов, решающий блок и регистратор, отличающееся тем. 66 что, с целью расширения разрешающий способности, в него введен узел фор1мирования дополнительного светового пучка, смещенного относительно основного пучка внаправлении движения частиц, а блок измерения временных параметров импульсов выполнен в виде селектора, блока измерения длительности импульсов по заданному |относительному уровню и блока измерения временного интервала между импульсами, вход которого соединен с выходом фотоприемника и с входом селектора, выход которого через блок измерения длительности импульсов по заданному относительному уровню соединен с одним входом решающего блока, другой вход которого соединен с выходом блока измерения временного интервала между импульсами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3858851, кл. G 01 N 15/00, опублик. 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 1 36269, кл. G 01 N 15/02, 137 (прототип).