Прибор для определения дисперсности и концентрации аэрозоля

 

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ , содержащий источник коллимироf / i4S ЛУ. / ..;., ,г.;г V V ванного пучка света, иэмерительный объем, узел визирования рассеянного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного пучка света, поляроиды, светофильтры , фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник, расположенные в узле визирования, о тличаю1;|ийся тем, что, с целью повышения точности измерений в расширенном диапазоне концентраций и дисперсности аэрозоля, зкран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник расположены по оптической оси, перпендикулярной оси (Л узла визирования, а в точке пересечения оси узла визирования и оптической оси установлен отражатель с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля срягвнения. ел 4 vj :)

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(5)) G 01 М 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;;.„.

H АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/" -:-,,:,ц (54) (57) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДИСПЕРСНОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ, содержащий источник коллимиро-: (21) 3471801/18-25 (22) 17.06.82 (46) 15.11.83.Бюл. 9 42 (72);В.Ф.Коршунов; Б.П.Лосев, В.П.Маякнн и В.И.Эпштейн (71) Опытно-конструкторское бюро

Всесоюзного научно-исследовательского института комплексных проблем полиграфии .(53) 539.215.4(088.8) (56) 1 . Грин Х., Лейн В. Аэрозолипыли, дымы и туманы, Л., Лимия

1969, с. 135.

2. Автоматический фотоэлектрический прибор светорассеяния CIIC-3.

Изд. Экспериментальный завод, Научприбор АН СССР, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

)) 811108р. кл. Q 01 К 15/02, 21/26, 1981. ванного пучка света, измеритель ный объем, узел визирования рассеI янного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного пучка света, поляроиды, светофильтры, фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник, расположенные в узле визирования, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений в расширенном диапазоне концентраций и дисперсности аэрозоля, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник расположены по опти- щ

O ческой оси, перпендикулярной оси узла визирования, а в точке пересечения оси узла визирования и оптической оси установлен отражатель с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля сравнения.

1054743

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в полиграфии, медицине, энергетике для изучения и контроля аэрозолей, н том числе аэрозольных загрязнений вентиляционных выбросов промышленного производства.

Известны устройства для измерения дисперсности и концентрации частиц аэрозолей, содержащие источник коллимированного пучка света, распространяющегося через аэрозоль, фотоприемники света, рассеянного аэрозолем в заданном направлении и ослабленного аэрозолем, светофильтры, поляроиды, установленные на пути распространения- света (11 и P)

Недостатками таких устройств являются невысокая чувствительность измерений из-эа невозможности разделения сигнала и фоновой составляю- 20 щей тока фотоприемника, а также узкий, диапазон измерения тока фотоприемника и, соответственно, концЮНтрации частиц аэрозоля.

Наиболее близким к предлагаемому 25 является прибор для определения дисперсности и концентрации аэрозоля, содержащий источник коллимированного пучка света, измерительный объем, узел визирования рассеянно- 30

ro аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного пучка света, поляроиды, светофильтры, фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник, расположенные в узле визирования (3) .

Для тарировки этого прибора необходимы разборка и замена его узла.

Прибор не позволяет проводить измерения рассеянного света фотоприемником и визуально без разборки и замены узлов прибора, при этом снижается точность измерений пара- 45 метров аэрозоля, усложняется эксплуатация прибора.

Целью изобретения является повышение точности измерений в расширенном диапазоне концентрации и дис- 50 персности аэрозоля.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения дисперсности и концентрации аэрозоля, содержащем источник коллимиро- 55 ванного пучка света, измерительный объем, узел визирования рассеянного аэрозолем света, установленный с возможностью углового перемещения относительно коллимированного света, 60 поляроиды, светофильтры и фотоприемник, расположенный на пути коллимированного пучка света, экран с регулируемой яркостья свечения и фотоприемник, расположенные в 65 узле визирования, экран с регулируемой яркостью свечения и фотоприемник расположены по оптической оси, перпендикулярно оси узла визирования, а в точке пересечения оси узла визирования и оптической оси установлен отражатель с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля сравнения.

Такое расположение отражателя с прорезями обеспечивает одновременное прохождение рассеянного света к фотоприемнику узла визирования, наблюдение измерительного объема аэрозоля, рассеивающего свет, и экрана с регулируемой яркостью свечения.

Прибор работает в наиболее оптимальном режиме (обеспечивает наибольшую точность сравнения яркостей), когда равны расстояния от экрана с регулируемой яркостью свечения и измерительного объема до отражателя.

На фиг. 1 изображена схема прибора на фиг. 2 — внешний вид отражателя, разрез A-A на фиг. 1 °

Прибор содержит измерительный объем 1, которьм в данном варианте является участок вытяжного трубопровода, источник коллимированного пучка света 2 (в качестве которого может быть использован лазер), визирное устройство 3, отражатель 4 с двумя отражающими поверхностями и прорезями, служащими для образования поля сравнения, фотоприемники

5 — 7, светофильтры 8 — 10, поляроиды 11, 12, диаграмму 13, объектив

14, экран с регулируемой яркостью свечения 15, источники питания 1618, контрольно-измерительную аппаратуру 19 для измерения токов фотоприемников 5 — 7 и тока источника света для экрана 15, угломерную шкалу 20 перемещения визирного устройства.

Расстояния между экраном 15 и отражателем 4, а также между высвечиваемым аэрозолем и отражателем 4 соответственно равны.

Прибор работает следующим образом.

KoJIJIHMHPoBBHHblA пУчок света от источника 2 делится на две части.

Первая направляется в фотоприемник

5, а вторая — на аэрозоль, прохо- дящий через измерительный объем 1, и попадает в фотоприемник 6. Свет, рассеянный аэрозолем, под заданным углом попадает в визирное устройство 3, где, отразившись от одной из поверхностей отражателя 4, направляется в фотоприемник 7. По току фотоприемника 7 измеряется интенсивность рассеянного света. Часть рассеянного света проходит через

1О54743 прорези отражателя 4 х наблюдателю для сравнения яркости высвечи-. вания аэрозоля и яркости изображения экрана 15.

Последнее изображение образуется с помощью второй отражающей поверх-. ности отражателя 4.

Для измерения световой характеристики яркости экрана 15 (тарировки прибора) используется фотоприемник 7 с объективом 14 при удаленном отражателе 4.

Интенсивность света, рассеянного аэрозолем под заданным углом, при малых концентрациях измеряется по току источника света, освещакщего экран 15, пересчитанному на ток фо.топриемника 7 по световой характеристике яркости экрана 15. В этом случае дисперсность частиц аэрозоля определяется по семейству рассчитанных индикатрис рассеяния света, а концентрация — по полученной дисперсности и токам фотоприемников

6 и 7; расчет ведется по известной методике (3) .

При больших концентрациях аэрозоля интенсивность рассеянного света измеряется непосредственно по току фотоприемника 7, а источник освещения экрана 15 должен быть отключен, при этом.дисперсность частиц также определяется по семейству рассчитанных индикатрис рассе,яния света. Использование двух фотоприемников 5 и 6 для измерения мощ15 ности прямого и ослабленного пучков света позволяет при известной дисперсности по одному измерению более точно определить концентрацию аэрозоля, учесть погрешность измерения за счет многократного рассеяния света.

Счетная концентрация определяется по формуле

" (cp)9 - о, . при п (y/36)- 2 5, где ) .)с — токи фотоприемников

5 и 6 (в отсутствие ослабления света аэрозолем 3 =36);

Цас )- фактор эффективности ослабления света слоем аэрозоля - зависит от

20 материала и среднего радиуса частиц — 0 ;a бР ср определяется предварительно по индикатрисе рассеяния света:

25 с — толщина просвечиваемого слоя аэрозоля.

По N и ас> можно также определить объемную концентрацию частиц, площадь поперечного сечения частиц

3p H другие параметры

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения, улучшить условие настройки и эксплуатации прибора, уменьшить время измерений.

1 054743 дпрахаацие лаФрюд."ли

Составитель В. Иванова

Редактор С.Тимохина Техред Т.Маточка Корректор В.Вутяга

Заказ 9095/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5

Филиал ППП Патент, r..Ужгород, ул. Проектная, 4