Способ определения параметров дисперсных частиц

 

Изобретение относится к способам диагностики дисперсных систем и может (йать использовано в машиностроении , энергетике и других отраслях . Цель изобретения - расширение области применения на свободные оптически .- неоднородные газовые струи. Способ заключается в учете эффекта рефракции в исследуемой среде при формировании зоны измерений, причем регистрацию световых импульсов, обусловленных прохождением : частиц зоны измерений, проводят в проходящем излучении. Способ позволяет диагностировать параметры частиц в неоднородных дисперсионгагх средах. 2 ил. о S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„140 А1 (504 G01 Я 1502

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4118728/31-25 (22) 20.06.86 (46) 07.07.88, Бюл, 1 25 (71) Институт высоких температур

АН СССР (72) А.H.Êîðîòêîâ, А.П.Нефедов и О.Ф.Петров (53) 539.215.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 913112,, кл. 0 О1 И 15/02, 1982, Дзухлазерный метод -контроля микрочастиц в жидких технологических средах. - Электронная промышленность, )982, вып. 10-11, с. 87-90. (54) СПОСОВ ОПРКДЕЛ1 "-НИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДИСПКРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к способам диагностики дисперсных систем и может быть использовано в машиностроении, энергетике и других отраслях. Цель изобретения — расширение области применения на свободные оптическис: неоднородные газовые струи.

Способ заключается в учете эффекта рефракция а исследуемой среде при формировании эоны измерений, причем регистрацию световых импульсов, обусловленных прохождением .частиц зовы измерений, проводят в проходящем излучении. Способ позволяет диагностировать параметры частиц в неоднородных дисперсионных средах. 2 ил.

1 if ßÚf4

Изобретение относится к измерительной технике, более конкретно к с способу определения параметров дисперсных частиц, и может быть использовано для исследования частиц В оптически неоднородных свободных газовых струях.

Целью изобретения является распространение области применения спосо-1О ба на оптически неоднородные свободные газовые струи.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — эона измере- 15 ний для двух характерных случаев пролета частицы через нее, поперечное сечение, Устройство содержит два лазера 1 и 2 с генерацией излучения на длинах 20 волн Л„ и Л2 соответственно, полупрозрачное зеркало 3, фокусирующий объектив 4, формирующий измеряемый объем

5, собирающий объектив 6, диспергирующий элемент 7, фотоприемники 8 и 9 25 для регистрации излучения на длинах волн . Л и Л соответственно, схему

10 совпадений и регистрирующее устройство 11.

Способ осуществляют следующим об- 30 разом.

Полупрозрачным зеркалом 3 совмещают пучки излучения лазеров и 2.

Объективом 4 формируют измеряемый объем 5 в заданной области исследуемой среды. Проходящее излучение собирают объективом 6 и направляют на диспергирующий элемент 7, которым осуществляют разделение пучков излучения по длинам волн Л, и Л.1. Пучок излуче- 40 ния на длине волны Л, направляют на фотоприемник 8, а пучок излучения на длине волны Л - на фотоприемник 9, Схемой 10 совпадений проводят селекцию сигналов с фотоприемника 8, совпа-45 дающих по времени с сигналами с фотоприемника 9. При пересечении частицей 12 одновременно пучков 13 и 14 (фиг, 2) сигнал с фотоприемника 8 поступает на регистрирующее устройство 11 для дальнейшего анализа с целью определения по его характеристикам параметров частиц, при пересечении частицей только пучка 13 схемой

10 сОВпадений IlpoH3BopRT ОтбракОВку сигнала.

При прохождении пучка излучения через оптически неоднородную свободную газовую струю происходит его отклонеНие

1 неоднородной газовой струе составит величину (п и 1 )

=(! /Lñ) (8an) (1) где L — поперечный размер струи.

На границе окружающая среда — свободная струя также происходит отклонение пучка на величину

Суммарное отклонение а имеет величину

Вследствие дисперсии показателя преломпения исследуемой среды откло<1 Mdkf нение 4+ принимает различные значения для длин. волн Л„ и Л<. Поэтому для реализации предложенйого способа в оптически неоднородных газовых струях необходимо выполнение условия р, =2(д " (Л ) - с ". " (А, ) 3+ g, + где fff и lg — диаметры пучков иэлуче! ния на длинах волн и Л 1 в зоне измерений;

Условие 4 означает, что при максимальном смещении пучков излучение на длинах волн Л, и Л друг относительно друга в зоне измерений регистрируются частицы размером d 4 с!

С учетом (1)-(3) получают р, =2 LBL/Ьс) (д -<1n, )+(n>-!an )

-(и„-1+Вп„) 1+р +2ймаксэ где и и n — показатели преломления

1 исследуемой среды на длинах волн Л, и Л, l!>itR ци, д н и д н — флуктуации показателя 1 z

11репомле)шя с >еды на длинах волн Л, н 8,.

Например, в газовых струях для флуктуаций показателя преломления, вызванных флуктуациями температуры, находят

„ =2 L((Ь/т,,)(дт/Т) " +(1+4Т/т)" 3" ((n,— 1)"-(n,— i) Iz+р +2а „(6) где Т вЂ” средняя температура исследуемой среды;

4Т вЂ” флуктуация температуры.

Изобретение позволяет путем учета уменьшения влияния рефракции в исследуемой среде распространить область применения способа на оптически неоднородные газовые струи.

Формула изобретения

Способ определения параметров дисперсных частиц, заключающийся в соосном совмещении пучков электромагнитного излучения на длинах волн, и

Л, фокусировании этих пучков для формирования эоны измерений в заданной области исследуемой среды, регистрации импульсов излучения, обусловленных частицами, проходящими через счетный объем нод углом, по характеристикам которых судят о параметрах дисперсных частиц, о т л и т а юttt и и с я тем, что, с целью расширения области применения на свободные оптически неоднородные газовые струи, соотношение диаметров пучков выбира.ется исходя из условия р, =2 LtL/L,=(дп -4n )+(и — 1+4n<)

) l z 2С м«кс где и — диаметры пучков излучеТ1 ния на длинах волн и д в зоне измерений;

d otk, — максимальный размер исследуемых частиц;

Ь вЂ” поперечный размер исследуемой среды;

L — характерный размер неоднородности; и и n — показатели преломления

1 на длинах волн Д, и Л, 4п,, h n < — флуктуации показателя преломления среды, при этом регистрацию на длинах волн

Д„ и проводят в проходящем излучении.

1408304

Составитель Д,Власов

Техред М.Дидык Коррекор Г.Решетник

Редактор И.Николайчук

Тираж 847

Заказ 3303/45

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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