Устройство для определения размеров аэрозольных частиц

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ PABI-ffiPOB АЭРОЗОЛЬНЫХ %СТИЦ, содержащее оптически согласованные гелийнеоновый квантовый генератор, формирующий объектив, измерительный объем, Фурье-преобразующий объектив, полу проводниковый фотоприемник, систему автоматической обработки и отображения результатов измерений, блок питания , отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений , фотоприемник выполнен в виде линейного прибора зарядовой связи с жестким геометрическим растром и в устройство введены оптически согласованные с квантовым генератором диафрагма и цилиндрическая линза, установленные соответственно на входе Фурье-преобразующего объектива и после него, параллельно линейному прибору зарядовой связи, причем в диафрагме выполнен вырез в виде двух секторов с общей верпмной в центре оптической оси, оси симметрии секторов и линейного прибора зарядовой связи размещены в одной плоскости и совмещены с оптической осью, а в зоне вершин секторов установлена перегородка, выполненная из светопоглощающего материала . ND Gt) s| КЭ СП

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 0 01 И 15/02

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3872806/24-25 (Я2) 01.04.85 .,(46) 30.10.86. Бюл. Р 40 ,(72) P.H. Павловский, А.И. Бобрышев и В.С. Левченко (53) 536.35(088.8) (56) Патент США Р 3.646,352, кл. 0 01 11 15/02, 1972.

Проспект фирмы "Malvern instrument LTD" (Великобритания) на устройство "Malvern 2200". (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗМЕРОВ АЗРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее оптически согласованные гелийнеоновый квантовый генератор, формирующий объектив, измерительный объем, Фурье"преобразующий объектив, полупроводниковый фотоприемник, систему автоматической обработки и отображения результатов измерений, блок пи„„Я0„„1267225 А 1 тания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, фотоприемник выполнен в виде линейного прибора зарядовой связи с жестким геометрическим растром и в устройство введены оптически согласованные с квантовым генератором диафрагма и цилиндрическая линза, установленные соответственно на входе

Фурье-преобразующего объектива и после него, параллельно линейному прибору зарядовой связи, причем в диафрагме выполнен вырез в виде двух секторов с общей вершиной в центре оптической оси, оси симметрии секторов д и линейного прибора зарядовой связи размещены в одной плоскости и совмещены с оптической осью, а в зоне вершин секторов установлена перегородка, С выполненная из светопоглощающего ма" .териала.!

267225

Составитель В. Петухов

Редактор 3. Слиган Техред М,Моргентал Корректор Е.. мошко

Заказ 5755/38 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения размеров ча.стиц, и может быть использовано в различных областях науки и техники при исследованиях двухфазных сред, в частности при летных испытаниях летательных аппаратов в условиях обледенения. l0

Цель изобретения — повышение точности измерения размеров аэрозольных частиц.

На чертеже схематически показан вариант выполнения устройства.

Устройство представляет собой гиб15 ридную оптико-цифровую систему обработки информации и содержит оптическую часть, состоящую из гелий-неонового квантового генератора 1 непрерыв20 ного излучения с одномодовым режимом работы, формирующий объектив 2, измерительный объем 3, куда попадают частицы, диафрагму 4, Фурье-преобразующий объектив 5, цилиндрическую линзу

6, фотоприемник 7 типа прибора зарядовой связи (ПЗС), систему 8 автома" тической обработки и отображения результатов измерений. Питание устройства осуществляется блоком 9.

Выбор геометрических факторов диафрагмы 4 обуславливается размером линейки ПЗС, факторами оптической схемы и диапазоном измеряемых размеров частиц.

В устройстве функция распределе- З5

1 ния частиц по размерам получается от суммы прямых измерений одновременно диаметров некоторой совокупности (ансамблей) частиц (образ

Фурье ), попадающих случайно в иэмери- 40 тельный объем 3. Суммарный дифракционный спектр от этих ансамблей проецируется на фоточувствительную линейку ПЗС, где в аналоговом виде получается привязанный к координатам де- 45 терминированный случайный спектр, который диагностируется на микроЭВМ по признакам, связанным с закономерностями дифракционной картины рассея" ния от единичных капель, Устройство работает следующим образом.

В процессе измерений набегающий аэрозольный поток попадает в измерительный объем 3. Рассеянное лазерное излучение. от некоторой совокупности частиц аэрозоля проходит через диафрагму 4, меняющую интенсивность световой энергии дифракционного рассеяния аэроэольных частиц, и попадает в виде дифракционной картины на Фурье-преобразующий объектив 5, далее проецируется s фокальной плоскости цилиндрической линзы 6 на ПЗС 7, имеющий 1 024 фотоячейки и фотозатвор, открываемый на заданное время экспозиции, запоминая распределение интенсивности рассеянного света. ПЗС 7 при этом выполняет функцию оперативной памяти, т.е. имеет регистры, Управление работой ПЗС и вывод информации производится с помощью схемы 8 автоматической обработки и отображения результатов измерений.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения частиц в двухфазном потоке, контролировать размеры облачных капель в реальном масштабе времени, определять эффективность противообледенительных систем и исследовать влияние обледенения .на характеристики устойчивости и управляемости летательного аппарата, - сократить время наземной обработки и, анализа летных испытаний, контролиV ровать в полете полноту сгорания топлива в авиадвигателях, что способствует повышению безопасности полетов самолетов гражданской авиации.