Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ВЗВЕШЕННЫХ В ЖИДКОСТИ ЧАСТИЦ , :одержащее цилиндрический канал , источник излучения, оптическая .,.о..;--., -,-:;«. ось которого совпадает с осью канала , линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет -увеличения телесного угла сбора рассеянного излучения с меньшего счетного объема, линза выполнена кольцевой , при этом внутренняя поверхность линзы сопряжена с наружной поверхностью канала, образующая наружной поверхности линзы представляет дугу окружности с радиусом, меньшим радиуса наружной поверхности канала, а фотоприемник выпол- , нен с кольцевой фоточувствительной площадкой, окружающей линзу и уста (О новленной в поле ее зрения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ Об ЮМЙ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 N 15 00

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОсудАРстВенн и нОмитет ссср

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514017/18-25 (22) 24.11 ° 82 . (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) С.М. Коломиец, Б.П. Кулаков, Н.В. Никитюк, Л.A. Осадчев, A.A. Тищенко, Б.Н. Борисов,.Е.A. Ефремов, И.В, Блинова и Ю.Т. Лопатин (71) Университет Дружбы народов им. П. Лумумбы (53) 543.275 (088.8) (56) 1. Патент США В 4260258, кл., 356-335, опублик. 1981 °

2. Заявка Японии 9 56-2654, кл. 0 01 N 21/53, G 01 N 15/00,1981. т. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗМЕРОВ ВЗВЕШЕННЫХ В ЖИДКОСТИ ЧАСТИЦ, содержащее цилиндрический ка-. нал, источник излучения, оптическая г

„„Su„„ t Î78283 A ось которого совпадает с осью канала,линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение, о т л и ч а ющ е е с я . тем, что, с целью ловыщения точности измерений за счет .увеличения телесного угла сбора рассеянного излучения с меньшего счетного объема, линза выполнена кольцевой, при этом внутренняя поверхность линзы сопряжена с наружной поверхностью канала, образующая наружной поверхности линзы представляет дугу окружности с радиусом, .меныаим радиуса наружной поверхности канала, а фотоприемннк выполнен с кольцевой фоточувствительной Е площадкой, окружающей линзу и установленной в поле ее зрения.

1078283

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в химической и других отраслях промьпштенности для иэмерИния размеров частиц микронных размеров.

Известно устройство для измерения размеров взвешенных частиц, содержащее источник излучения, канал для протока жидкости и фотоприемник, регистрирующий рассеянное частицами излучение 1J°.

Недостатком устройства является то, что регистрацию рассеянного света производят в небольшом телесном угле, вследствие чего ограничен нижний предел измеряемых размеров частиц.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения размеров частиц, содержащее цилиндрический канал, источник излучения, оптическая ось которого совпадает с осью канала, линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение j 2 ).

Недостатками известного устройства являются ограниченный угол регистрации рассеянного света и размытые границы рабочего объема.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет увеличения телесного угла сбора рассеянного излучения с меньшего счетного объема.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц, содержащее цилиндрический канал, источник излучения, оптическая ось крторого совпадает с осью . канала, линзу и фотоприемник, воспринимающий рассеянное исследуемой частицей излучение, линза выполнена кольцевой, при этом внутренняя поверхность линзы сопряжена с наружной поверхностью канала, образующая наружной поверхности линзы представляет дугу окружности с радиусом, меньшим радиуса наружной поверхности канала, а фотоприемник выполнен с кольцевой фоточувствительной площадкой, окружающей линзу и установленной в поле ее зрения.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 кольцевая линза с фотоприемником.

Устройство содержит источник 1 излучения, цилиндрический канал 2 (направление движения потока указа но стрелками), кольцевую линзу 3, фотоприемник 4, подключенный к анализатору 5, и светоловушку б. Цилиндрический канал 2 снабжен прозрачными окнами (не показаны) для ввода и вывода пучка излучения. Точка 0 обозначает центр рабочего объема.

Устройство работает следующим образом.

Пучок излучения от источника 1 с достаточно однородным профилем интенсивности и диаметром, меньшим внутреннего диаметра канала, направляют в поток исследуемой жидкости, движущейся по оси пучка, совпадающей с осью канала 2 (показатель преломления материала стенок канала близок к показателю пре15 ломления жидкости). Излучение,рассеянное частицами, находящимися в окрестности точки 0 (и обозначенное штриховыми линиями),проходит через границу раздела жидкость — внутрен29 няя стенка канала практически беэ преломления, так же, как.и границу внешняя стенка канала - поверхность кольцевой линзы 3. В результате в любом сечении, проходящем через ось 5 канала, образуется практически одна сферическая преломляющая поверхность — внешияя пбверхность линзы, оптически сопрягающая точку 0 (ось канала) с поверхностью фотоприемника 4. При этом, в силу цилиндрической симметрии, изображением точки 0 является окружность. Импульсы с фотоприемника анализируются блоком

5.В направлении оси канала величина рабочего объема определяется шириной фотоприемника 4, а в перпендикулярном направлении — шириной пучка излучения.

В данном случае в каждом сечении, 4О проходящем через ось канала, изображение частиц будет практически стигматическим (ограничено только дифракцией), что позволяет получить резкие границы рабочего объема в

45. направлении потока и, следовательно, уменьшить погрешности измерений при достаточно большом телесном угле, из которого собирается рассеянный свет (отметим, что достаточно

5р резкие границы объема в перпендикулярном направлении могут быть сформированы осветителем 1 беэ особой сложности, поскольку область геометрической тени составляет десятки сантиметров, а длина канала может быть значительно меньше), Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить нижний предел измеряемых размеров частиц за счет значительного уменьшения уровня фонового излучения, рассеянного границами потока (стенками канала).

1078283

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 935/35

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Иванова

Редактор Н. Лазаренко Техред Л.Мартяшова КорректорО.Тигор