Устройство для определения параметров дисперсных частиц
Изобретение относится к иэме- .рительной технике, более конкретно к определению параметров дисперсных частиц, и может быть использовано для исследования гетерргенной фазы высокотемперлтурных газовых потоков в крупных Т1 хиических устройствах. Цель илобрет тшя - расширение диапазона размеров анализируемых частиц и повьш1ение точности измерений. В устройствр формируются коаксиальные пучки излучения различных длин волк и регистрируются световые импульсы рассеяния от частиц по двум оптическим каналам. Система регистрации производит отОор зарегистрированных импульсоп излучения по временному соппадемгию передних и задних фронтов импульсоп Излучения различных длин волн, а также -определяет их aмIшитyдv и лд1ительность. ОсоОенногтью устройстпя является то, что в ичмеритслыюм объеме сечение пучков представляет собой зллипс (первьпЧ пучок) с вписанным в него кругом (второй пучок). 3 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЩЮЛИСТИ 1ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
С 01 К 15/02! ( 1
Ф е
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BT0PCH0MV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ fHHT СССР (46) 15. 11. 90. Бкл. У 42
{21) 4295704/31-25 (22) 05,08.87 .(7 1) Институт высоких температур
АН СССР (72) А.П.Нефедов и О.Ф.Петров (53) 535.361 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1032370, кл. С 01 N 15/02, 1983.
Wang J.Ñ.Ã., Hencken К.R. In
situ particle size measurements
using à two-color laser scattering
technique. - Applied Optics, 1968, v. 25, по 5, р. 653-657. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к изме.рительной технике, более конкретно к определению параметров дисперсных частиц, и может быть использовано для исследования гетерогенной фазы
Изобретение относится к измерительной технике, более конкретно — к определению параметров дисперсных частиц, и может быть использовано для исследования гетерогенной фазы высокотемпературных газовых потоков в крупных технических устройствах.
Целью изобретения является ра"ширение диапазона размеров анализируемых частиц и повышение точности измерений.
На фиг. 1 представлена схема устройства для определения параметров дисперсных частиц1 на фиг.2 - сечение зоны измерений плоскостью, содержа„„SU„„! 505162 Я 1 высокотемпературных газовых потоков в крупных технических устройствах.
Цель изобретния — расширение диапазона размеров анализируемых частиц и повышение точности измерений. В устройстве формируются коаксиальные пучки излучения различных длин волн и регистрируются световые импульсы рассеяния от частиц по двум оптическим каналам. Система регистрации производит отбор зарегистрированных импульсов излучения по временному совпадению передних и задних фронтов импульсбя Излучения различных длин волн, а также определяет их амплитуд и длительность. Особенностью устройства является то, что в измерительном объеме сечение пучков представляет собой эллипс (первый пучок) с вписанным в него кругом (второй пучок). 3 ил, щей главную полуось Р эллипса лов перечного сечения;,на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.
Устройство содержит источники 1и 2 излучения с длинами волн Ъ, и Ъ соответственно, например лазеры, афокальную оптическую систему иэ цилиндрических линз 3 и 4, телескопы 5 и 6 для расширения пучка, диафрагму 7 с круговым отверстием, поворотное зеркало 8, cBE тоделитель (полупро° зрачнэе зеркало) 9, фокусируюший объектив 10, расположенный перел измерительным объемом 11, поглотитель
1505162
12, два фотоэлектрических приемных канала регистрации импульсов рассеяния, н первый из которых входят конденсор из сферических ли(«э 13 и
fA, интерферендиснный фильтр 15 с максимальнь(м т(рог(уйканием на длине волны ?<, и фотоприемник 16, а I Устройство работает след;т<>пгн(м сб-. разом. Источники 1 и 2 формирун>т 1(учки излучения на длинах an!Irr ",<< и Афокальной оптической систем0й(чз цилиндрических линз 3 и 3 ц те ескопом 5, а также телескопом б 1 ди,:— фрагмой 7 с круговым oTI(pcòèåì фор-мируют пучок 2- < излучения Hà @fr;rrlc. ВОЛНЫ, С ПО((ЕРЕЧНЫМ СЕЧЕ(ив M ЗПлипти<(еской формы в измерительном объеме 11 и пучок 25 излучения на длине волны h с попере>;ным се<((и .ем т круговой формы. Поворотным:: рка..том 8 и снетоделитепем 9 сонмеща<пт (<у <ки излучения на длинах нопн 5, и ? Объективом 10 создают и <<с(р((те.,(;,ш.r! объем 11 путем фокусиронк((пут(ког3 в заданную область исследуемой срс.ды. При этом выполняется условие (<; /(3,= r где р, и |J — главные по:ry еи эллипса поперечного сечения пучка 21. г — радиус круга попереч(<с>го е -<(е(.ия пучка 22, а поверхнос fr! пу l излучения на длинах чолн я< ll,-,:опт-.к гируют тот(е>ео н двух точечl<н::; Областях с расстоянием 2 tr< .-- ? г к(с;3(ду ними, т. е. коаксиа>(ьны. Регис.тр:(pyro; световые импульсы рассеяния ь (ас.— тиц, пересекаюп(их зону измерения и направлении оси р< эллипс., се (е ния по двум фотоэлектрическr а по второму каналу импульсы рассеян((я под углом 90 изЛуЧЕНИя На ДЛИНЕ ВОЛНЫ 13 . ПОГ<;отИтелем 1? у>(авппна(<<т прямые пут(к(< излучения на длинах нопн 1<, и Система регистрации 20 осуществляет отбор зарегистрированных импульсов <(зпучен<тя на длине волны А< по време< ному совпаденин начала их передних и конца их эадчих фронтов с соОт((Е<.СтВУН<ЩИМИ НаЧаЛОМ И КОНЦОМ ФРОНf0(I имг.ульсов излучения на длине волны, „ а затем измеряет амплитуду 10 и дл(<тепьность отобранных импульсов. Поскольку поверхности совмещенных пучкон излучения на длинах волн и пересекаются только в точечHbIx областях r< и Б (фнг.2), то это означает, что дпя ча тиц, пересекаю.пр(х грап((цы А и r> базы измерений АБ, Iran>raJIa передних и концы задних фронтов световых импульсов совпадают (фиг.3) . Гледонательно, отбор импупвсог< по cnrrfra;IeHI(ro начал и концов ф(0« for! чн(де>(я<>т импульсы только от т:< (встиЦ„кот<свые пеРесекают базУ изн(е.; пий АВ ° (lo „=.не(метрам с тобранных импульов. 0(1,3 делан т размер и скорость <<Е:.т-3((> ((ИО ЧаетптЕ СПЕДОНаинЯ ИМи . <: .сон - «<п(центрацию частиц. Цаш.brr; с((осос> познопяет расширить J(>.:(;i(3 (п размерон анализируемых часTfö< и («>1:.,:::ить гоч«ость измерений. ,(((..апазо(: размеров частиц расширяется н",!<- в . 3 п>о(у мавчх, так и больших ч-«l fHI!. Д((я сферических частиц отбор crrr 11àëî согласно описанной процедур:. «<цдс>ляет импульсы от час гиц с вектолем < кор >сти, ориеHTHt>orr,lHHbIM Ilo оси си<в(от(:ч частиц и направленным r3,!<1пь огрезка АБ (предполагают, что -,ас гн.ц<(не испытывают возмущающих <30 ноэдейcт<3((1(при т(с ресечеHHH базы. АБ) . Гпедот; .; < п(.но, размеры C«> ..рических часflr«r«>róã презoсxод»ть размеры За((в! !r:!li 11ЕНИйе зд;;(((в базы измерений также <15 (<с<звопягт определить вектор скорое>ы частиц, а для частиц сферическ<>й (1<ор:(1(полностью усграни".ь no< pel(liloc из:(ерений, связанную с эффекте((н(<((ьет1(ронания. >0 ф.рмула изобретения Устро(" ство для определенна параметров дисперсных частиц, содер1кащее ;сто -(к(и(с H3J у(ения с длиной полны Qy ° оптичес.ки связанный через светоделитель, фокусирующий объектин и измерительный .объем с первым фотоэлектричес(сим приемным каналом, регист1505162 рирующим излучение с длиной волны %,>! рассеянное под мальки углами относительно на.травления распространения излучения, источник излучения с длиной волны 31, оптически связанный через светоделитель, фокусирующий объектив и измерительный объем с вторьм фотоэлектрическим приемным каналом регистрирующим излучение 1О с длиной волны h, рассеянное под углом 90 к направлению распространения излучения, а такыре систему регистрации, соединенную с первым ивторым фотоэлектрическими приемными 15 каналами и содержащую блок амплитудно-временного анализа импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона размеров измеряемых частиц и повышения 20 точности измерений, устройство до« полнительно содержит расположенную по ходу излучения мелду источником излучения с длиной волны 9, и светоделителем оптическую систему, формирующую пучок излучения с длиной волны эллиптической формы, такой, что выполняется условие р 11 r где - главные полуоси эллипса поперечного сечения пучка излучения с длиной волны %, в измерительном объеме, r — радиус круга поперечного сечения пучка излучения с длиной волны. s измерительном объеме, причем укаэанные пучки в измерительном объе" ме коаксиальиы, система регистрации дополнительно содержит блок селекции импульсов по временному совпадению начала нх передних фронтов и блок селекции импульсов по временному совпадению колцов их задних фронтов, входы обоих блоков селекции соединены с первым и вторым фотоэлектрическими прпемшпчи каналами, а выходыс блоком амплитудно- временного аналиэа ° 1505162 Составитель В.Калечиц Редактор Н.Коляда ТехредЛ.Олийнык Корректор Т.Палий Заказ 4348 Тнрак 499 Подпн". ное ьНИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 М Ваае Ю аде а Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Укгород, ул. Гагарина, 161
