Лазерный счетчик частиц

 

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИИ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G U l И 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 30.05, 91. Бьл. 1" 20 (21) 4207659/25 (22) 10.03.87 (72) П,П,Полуэктов, С.М.Byðêèòáàåв, Г,Ю,Коломейцев, В.В.Тиманин, А.Н.Семыкин и Е.К, À.Bàë4àíáàåâ (53) 66,063.62(088.8) (56) Беляев С.П. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей.

И. — Энергоиздат, 198II с.229, Жуланов Ю.В. и др, Лазерный счетчик частица ПТЭ р 1983 р У 3 р с ф 1 77"

180. (54) ЛАЗЕРНО СЧЕТЧИК ЧАСТИЦ (57) Изобретение отйосится к контрольно-. измерительной технике, в частнос ти к фотоэлектронным устройствам контроля микрочастиц, и может быть ислольэовано в технологических процессах, связанных с необходимостью газоочистки, Цель изобретения повышение надежности и достоверности измерений, Распределение интенсивИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к фотоэлектрическим устройствам контроля микрочастиц, и может быть использовано в технологических процессах, связанных с необходимостью газоочистки, Цель изобретения состоит в повышении надежности и доставерностиизмерений.

Иа чертеже представлена структурная схема лазерного счетчика частиц.

Лазерный счетчик частиц содержит лазерный источник 1, фотоприемник 2, ности излучения по сечению одномада., вага лазерного пучка имеет гауссов характер. При этом длительность Т импульсов рассеянного света, возни- кающего при пересечении частицей зондирующего лазерного пучка, измеренная по уровню 0 „, связана с амплитудой А сигнала соотношением Т К - 1пА/11 . Ра"-мер частицы может оо быть найден иэ амплитуды А, Блэк обработки сигналов обеспечивает определение длительное..и импульсов рассеянного частицей света, Прапускайие измеряе :ых частиц через центральную зону зандирующсга лазерного пучка обеспечивается использование :: фокуси.рующего сопла, Контроль длительности импульсов позволяет также снизить погрешность измерений, связанную с воэможностью одновременного пролета двух частиц через лазерный пучок, 1 ил, 1 блок 3 обработки сигналов, запоминающий элемент 4, компаратор S, счет" чик б, генератор 7 тактовых импульсов, окусирующее сопла 8, штуцер 9 вывода газа, блок 10 иэмер"-ния скорости потока, оптическую камеру 11, насос 12, усилитель 13.

Устройство также содержит источник опорного напряжения, не показанный на чертеже.

Счетчик работает следующим обра- зом, Ачализируемый газ подается через узел ввода аэ,>аэолей, представляющий фокусирующее сопло 8 в оптическую камеру 11. При пролете частиц через лазерный пучок часть излучения рассеивается и фокусируется оптическими

5 элементами на фотоприемнике 2. Гаэ выводится из оптиче" êîé камеры через штуцер 9 насосом 12, Электрический сигнал фотоприемника 2 подается через усилитель 13 на вход компаратора 5. Выходной сигнал компаратора 5 подается на вхоД гене" ратора 7 тактовых импульсов. Выходной сигнал генератора 7, таким обра, зом, представляет пачку импульсов, причем частота импульсов определяе ся собственйо частотой генератора 7 и сигналом блока 10 измерения скорости пОтОка а числО импульсов 8 паке те соответствует длительности имлуль- 20 са на входе компаратора 5. Импульсы с выхода генератора 7 подаются на вход счетчика 6. По окончании сигнала с компаратора 5 число импульсов, накопленное в счетчике 6, записывает" 25 ся в запоминающем элементе >, a счет" чик 6 устанавливается в нулевое состояние.

Таким образом, длительность выходного импульса компаратора 5 равна 0 длительности анализируемого импульса по уровню напряжения U „ задаваемому источником опорного напряжения„

Погрешности измерений эа счет пульСаций и колебаний скорости потока

15 исключаются с помощью блока 10 изме- . рения скорости потока, сигнал которого изменяет тактовую частоту генератора 7 в соответствии с изменением ! скорости потока, Длительность импульса, формируемого компаратором 5, а следовательно и число, формируемое в счетчике 6, однозначно соответствует амплитуде анализируемого сигнала. . Распределение интенсивности излу чеиия по сечению одномодового лазернего пучка имеет гауссов характер, что типично для большинства типов лазеров.

В этом случае длительность Т импульсов рассеянного света, возникаю щего при пересечении частицей зондирующего лазерного пучка, измеренная по уровню U, связана с амплитудой

А сигнала соотношением

Т K ln А/О,„ где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Размер частицы может быть затем определен иэ величины амлпитуды А сигнала, Пропускание измеряемых частиц через центральную зону зондирующего лазерного пучка Обеспечивается использованием фокусирующего сопла 8.

Изобретение позволяет такие снизить погрешность измерений, связан" ную с воэможнос ью одновременного пролета двух ча-тиц через лазерный пучок, Ф О р и g JI а и э О б p B т B н !х я

Лазерный счетчик частиц, содержащмй лазерный источник зондирующего излучения, на оптической осн которого размещена оптическая камера, систему напуска rasa с узлом ввода аэрозоля в виде фокусирующего coma, ось которого пересекает оптическую ось лазерного источника зондирующего излучения в области сче-ного объема,. с которым оптически сопряжен фотоприемник выход которolo через согласую щФ усилитель соединен с входом блока Обработки сигналов, оснащенного запоминающим элементом, штуцер выво" да газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности результатов измере-" иияр в лазерный счетчик частиц ДОпол нительно введены блок измерения ско-. рости потока, а блок обработки сигналов дополнительно оснащен компаратором, счетчиком генератором тактовых импульсов и источником опорного напряжения, при этом вход блока обработки сигналов соединен с первым входом компаратора, второй вход которого со= единеи с источником опорного напряженияу а выхОд с первым вхОдОм за помииающег6 элемента и первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с вьпсодом блока измерения скорости потока, а выход через счетчик соединен с вторым входом запоминающего элемента, выход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, причем измеритель. скорости потока установлен в штуцере вывОда газаg

1543979

Составитель P,Èâàíîâ

Техред М,Ходанич Корректор О.йипле

Редактор Г.Иозиечкова

Заказ 2561 Тираж 392 Подписное

ВЯИИПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, У кгород, ул. Гагарина, 101