Устройство для определения концентрации и размеров частиц в жидкостях

 

Изобретение относится к технике измерений концентрации и размеров частиц в жидкости. Цель изобретения расширение диапазона регистрации частиц в сторону частиц малых размеров. Струе жидкости с исследуемыми частицами придается цилиндрическая форма и регистрируются только частиюл, проходящие через определенное сечение струи. Данна я селекция достигается тем, что применена двухканальная схема регистрации, характеризуемая определенным соотношением площадей полевых диафрагм и коэффициентов усиления каналов. Регистрация частиц , проходящих через определенное .сечение струи, позволяет использо-с вать поверхность струи как оптичес- - кий элемент. Этим достигается увеличение горизонтального угла сбора рассеянного излучения до 140, что и обусловливает увеличение чувствительности устройства. 1 ип. i (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН

< 11 4 G 01 0 15/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЕМьЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4007739/24-25 (22) 16.01.86 (46) 23.02.88.Бюл. У 7 (72) С.В.Кузьмин, О.В.Степанищев, С.М.Безручко, В.С.Банников и. Г.И.Матвеев (53) 539.215.4 (088.8) (56) Lieberman L. Measurements xn

liguid зtreams. Proc.Europlan

Synposium on Particle Characterisation Number 24-26, Sept, 1979, р.89-95.

Патент США У 4178103, кл. G 01 N 15/04, !979. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТЯХ (57) Изобретение относится к технике измерений концентрации и размеров частиц в жидкости. Цель изобретения„„SU„„1376006 A 1 расширение диапазона регистрации частиц s сторону частиц малых размеров.

Струе жидкости с исследуемыми частицами придается цилиндрическая форма и регистрируются только частицы, проходящие через определенное сечение струи. Данная селекция достигается тем, что применена двухканальная схема регистрации, характеризуемая определенным соотношением площадей полевых диафрагм и коэффициентов усиления каналов. Регистрация час" тиц, проходящих через определенное сечение струи, позволяет использо- вать поверхность струи как оптический элемент. Этим достигается увели» д чение горизонтального угла сбора рассеянного излучения до !40, что и обусловливает увеличение чувствительности устройства. 1 ил. С:

1376006

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения концентраций и размеров твердых частиц, находящихся в жидкости.

Целью изобретения является расширение диапазона регистрации частиц в сторону частиц малых размеров.

На чертеже представлена блок-схема устройства. !О

Устройство содержит источник 1 излучения, фокусирующую оптическую систему 2, сопло 3, выходное сечение которого выполнено в виде круга диаметром 4 мм для формирования ци- 15 линдрической струи 4 жидкости, ловушку 5, объектив 6 для сбора рассеянного излучения и формирования счет-.. о ного объема с полной оиертурой 90 полупрозрачное зеркало 7 для разде- 20 ления светового потока, две полевые диафрагмы 8 и 9 с прямоугольными размерами 100х80 и 300х100 мкм соответственно, которые установлены в плоскостях изображений, соответству- 25 ющих плоскости в пространстве предме- . тов, проходящей через точку внутри . струи жидкости, смещенную по оси луча от центра струи в сторону линзы

2 на 2,1 мм (апланатическая точка), 30 причем большая диафрагма 9 выделяет объем, где осуществляются условия равномерного освещения, меньшая диафрагма 8 выделяет центр объема, выделяемого диафрагмой 9, приемники

10 и II излучения, усилители 12 и 13, коэффициенты усиления которЫх выбраны из соотношения 1 (K „ /K (S /S где К, и K — коэффициенты усиления усилителей 12 н 13 соответствен- 40 но; S и S - площади соответствующих диафрагм, устройство 14 сравнения и анализатор 15 импульсов.

Устройство работает следующим образом. 45

Частицы, находящиеся в струе жидкости, рассеивают излучение источника света, которое собирается объекти:вом для сбора рассеянного излучения и формирования счетного объема, 50 прямо прошедшее излучение гасится ловушкой 5. Частицы, прошедшие вблизи плоскости предметов объектива 6, дают изображение, попадающее на отверстие полевой диафрагмы 8 и, следовательно, на центр полевой диафрагмы 9. В этом случае импульс с усилителя 13 имеет большую амплитуду, чем соответствующий той же частице импульс с усилителя 12, и устройство сравнения пропускает импульс с усилителя 13 на анализатор 15 им- = пульсов, частица регистрируется.

Частицы, изображение которых не попадает на отверстие полевой диафрагмы 8, и частицы, прошедшие вне предметной плоскости объектива, не регистрируются, так как они вызывают на выходе усилителя 13 импульсы, амплитуда которых меньше, чем амплитуда соответствующих импульсов, снимаемых с усилителя 12, и устройство

14 сравнения не пропускает эти импульсы на анализатор 15 импульсов.

Таким образом,.регистрируются только частицы, прошедшие вблизи апланатической точки и находившиеся в одинаковых условиях освещения.

Цилиндрическая переломляющая поверхность струи позволяет увеличить горизонтальный угол сбора рассеянного излучения до 140, что вызывавт о повышение чувствительности устройства. При использовании гелий-неонового лазера ЛГН-105 мощностью 2 мВт устройство позволяет регистрировать полистироловые микросферы диаметром

0,1 мкм с соотношением сигнал/шум не хуже 5 и разрешением по размерам

100 А (мкм).

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации и размеров частиц в жидкостях, содержащее последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую оптическую систему, соп-. ло, формирующее поток жидкости, перпендикулярный оптической оси и фокусирующей оптической системе, объектив для сбора рассеянного излучения и формирования счетного объема, измерительный приемный канал, содержащий последовательно расположенные нолевую диафрагму, приемник излучения и усилитель, а также ловушку для погашения прямого излучения, анализатор импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регистрации частиц в сторону частиц малых размеров, в него введены управляющий приемный канал, аналогичный измерительному приемному каналу, полупрозрачное зеркало, расположенное после собирающего объектива, направляющего световой

1376006

Составитель А. Власов Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Олийнык КорректорА.Обручар

Заказ 7&3/44 Тирак 847, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Уаушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ушгород, ул. Проектная, 4 поток на полевые диафрагмы приемных каналов, схема сравнения, входы кото" рой соединены с выходами приемных каналов,. а ее выход — с входом анализатора импульсов, причем поле зрения полевой диафрагмы управляющего канала меньше и располокено в центре поля зрения измерительного канала, а коэффициенты усиления каналов вы- 10 бираются из соотношения 1 (K /Ê ( S„.IS, где S, K, S, K — площади отверстий диафрагм н коэффициенты усиления измерительного и управляющего каналов соответственно, выходное сечение сопла выполнено в виде круга, для горизонтального размера меньшей диафрагмы 3 выполняется соотношение

В с,RV ega(/2, . (1) где R — радиус выходного сечения сопла;

Ч вЂ” увеличение собирающего обьектива;

ac " y2 ап сбора рассеивающего излучения.