Устройство для определения размеров микрочастиц в суспензиях

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для контроля технологических процессов в микробиологической промьшшенности. С целью, повьшения точности измерений введены две щелевые диафрагмы, расположенные перпендикулярно друг другу и установленные между полевой диафрагмой и фотоприемниками осесимметрично и перпендикулярно оптической оси, что позволяет более точно измерить размер частицы путем исключения побочных максимумов в диаграмме рассеяния. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECIlYSJlHH (sg 4 6 01 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3694382/24-25 (22) 07. 12.83 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) Всесоюзный научно-исследователь,ский институт биологического приборостроения (72) К.К.Хухлаев, С.А.Воробьев, В.А.Дмитриев и В.П.Кудрявцев (53) 535.242(088.8) (56) Патент США Ф 3361030, кл. 356-103, 1963.

Патент США В 3835315, кл. 250-218, 1972.

„„SU„„122 087 A (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ МИКРОЧАСТИЦ В СУСПЕНЗИЯХ (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для контроля технологических процессов в микробиологической промышленности. С целью повышения точности измерений введены две щелевые диафрагмы, расположенные перпендикулярно друг другу и установленные между полевой диафрагмой и фотоприемниками осесимметрично и перпендикулярно оптической оси, что позволяет. более точно измерить размер частицы путем исключения побочных максимумов в диаграмме рассеяния. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, конкретнее к технике проточных оптических анализаторов, предназначено для скоростного анализа суспензий, и может быть использовано для контроля технологических процессов в микробиологической промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — диафрагма, сечение плоскостью, перпендикулярной оптической оси системы.

Устройство содержит источник 1 излучения, фокусирующий объектив 2, сопло 3 для подачи пробы в счетный объем, формирующую оптику 4 и фотоприемники 5. Формирующая оптика содержит фокусирующее устройство б, устройство. 7 устранения прямого зондирующего луча и полевую диафрагму 8.

За последней установлена кольцевая диафрагма 9 и набор щелевых. апертурных диафрагм 10. При этом угловая апертура кольцевой диафрагмы состав- . ляет величину 4 и равна ширине щелевых диафрагм, а угловая апертура щелевых диафрагм — . Йелевые диафрагмы установлены осесимметрично относительно оптической оси 11 друг за другом. За апертурными диафрагмами установлен формирующий узел 12, обеспечи вающий выделение оптических каналов, соответствующих каждой апертурной диафрагме по их числу (набор объективов), фотоприемники связаны с системой 13 обработки сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Луч источника 1 объективом 2 фокусируется в счетный объем. Частицы пробы пересекают счетный объем и генерируют рассеянный поток, который попадает в формирующую оптику 4. Фокусирующее устройство 6 собирает рассеянный поток в полевой диафрагме 8, после чеГо расходящийся поток падает на систему кольцевой и щелевых диафрагм 9 и 10. Система кольцевой и щелевых диафрагм 9 и 10 выделяет составляющие рассеянного потока, соответствующие выделенным углам в диафрагме рассеяния. Формирующий узел

12 обеспечивает разделение указанных составляющих рассеянного потока на соответствующие оптические каналы и разведение их на соответствующие

23087 2

r )/, 10

55

50 фотоприемники. Фотоприемники вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные мощности потока.

Работа устройства основана на том, что для частиц, размеры которых г удовлетворяют условию диаграмма рассеяния представляет собой интенсивный нулевой лепесток, направленный вперед вдоль зондирующего луча, и набор менее интенсивных побочных максимумов, соответствующих большим углам рассеяния, чем нулевой лепесток. При этом ширина нулевого лепестка имеет порядок, определяемый по формуле и обратно; пропорциональна размеру частицы. Как следует иэ описания конструкции апертурных диафрагм, мощность потока, рассеиваемого частицами в пределах измеренного диапазона размеров в кольцевую диафрагму 9, пропорциональна яркости Т (О ) рассеивающего источника под углом

0, т.е. амплитуде нулевого лепесто ка рассеяния. В щелевую диафрагму

10 попадает рассеянный поток в пределах. нулевого и побочных лепестков диафрагмы. Однако щелевая диафрагма в значительной степени подавляет вклад в регистрируемый поток побочных максимумов, так как исключает

I большую часть углового пространства, соответствующую большим углам, где расположены побочные максимумы. Поэтому мощность регистрируемого светового потока I в данном случае определяется рассеянием в пределах нулевого лепестка диафрагмы. В этом случае отношение сигналов рассеяния в каналах, соответствующих кольцевой и щелевой апертурам, обратно пропорционально ширине нулевого лепестка в измерении, соответствующем протяжной части щели, т.е. обратно пропорционально размеру частиц r в этом измерении.

Очевидно, что оптимальные размеры кольцевой диафрагмы находятся из. условия, чтобы ее угловая ширина была значительно" уже, чем ширина нулевого лепестка для частиц, соответствующих верхнему пределу измеряемых размеров. r4, т.е.

1223087 4 оптику дополнительно введены две ди-, афрагмы в виде перпендикулярных друг другу щелей, расположенных осесимметрично и перпендикулярно оптической оси между полевой диафрагмой и фотоприемниками, при этом угловая апертура кольцевой диафрагмы Д„ равна ширине щелевых диафрагм и определяется из условия

Л с

3 3l гл

1 7 гл--—

О

20!

) Äèç. 1

Составитель Н.Стукова

Редактор Н.Рогулич Техред Г.Гербер Корректор С.Шекмар

Заказ 1703/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Длина щелевой диафрагмы должна быть такой, чтобы полностью перекрывать нулевой лепесток для частиц, соответствующих нижнему пределу интервала измеряемых размеров r>, т.е. в

А га ,Формулa изобретения

Устройство для определения размеров микрочастиц в суспензиях, содержащее установленные последовательно источник излучения, фокусирующий объектив, сопло для подачи суспензии в счетный объем, формирующую оптику, включающую полевую и кольцевую диафрагмы, фотоприемники, систему обра- . ботки сигналов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в формирующую где r — верхний предел измеряемого л диапазона размеров; — рабочая длина волны источника излучения, а угловая апертура щелевых диафрагм определяется иэ условия Г Z.

7 Я .) а ф r< где r — нижний предел измеряемого а диапазона размеров частиц.