Способ фотометрической градуировки нефелометров и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике определения параметров аэрозолей оптическими методами и может быть использовано для градуировки нефелометров, имеющих переменную в зависимости от угла рассеяния чувствительность. Цель изобретения - увеличение точности и снижение трудоемкости фотометрической градуировки нефелометров. Цель достигается за счет введения источника излучения, идентичного источнику зондирующего излучения нефелометра, освещения им рассеивающего элемента, который располагается на оптической оси приемного устройства нефелометра и перекрывает полностью поле зрения приемного устройства. В устройство введена также диафрагма, расположенная перпендикулярно плоскости измерения индикатрисы рассеяния так, что она проходит через оптическую ось зондирующего пучка нефелометра. Отверстие в диафрагме совпадает с проекцией зондирующего пучка на плоскость диафрагмы. При градуировке нефелометра рассеивающий элемент вместе с источником излучения перемещают так, чтобы угол между оптической осью приемного устройства и направлением на рассеивающий элемент для всех углов рассеяния, измеряемых градуируемым нефелометром, был постоянным и чтобы поле зрения приемного устройства всегда полностью перекрывалось рассеивающим элементом в плоскости измерения индикатрисы. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЛМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4401859/40-25 (22) 01.04.88

-(46} 30.10.90.Бюл. Р 40 (72) В.A.Сандимиров, В.Н.Лебедев и A.À.Родин (53) 535.24 (088,8) (56) Патент Фракции Р 2422157, кл. С 01 N 21/02, 1976,.

Ргь. charoi В.S. ЕLliott H.G.

Two Instrèmånts аког Atmospheric

0ptics I1easurements. — Х.О$А, 1960, 50, Р 3, р.191-202. (54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОИ ГРАДУИРОВКИ НЕФЕЛОМЕТРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУИЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике определения параметров аэрозолей оптическими методами и может быть использовано для градучровки нефелометров, имеющих переменную в зависимости от угла рассеяния чувствительность1

Цель изобретения — увеличение точнос-. ти и снижение трудоемкости фотометрической градуировки нефелометров.

Цель дост.тается эа счет введения источника излучения, идентичного источ

Изобретение относится к технике определения параметров аэрозолей оп. тическими методами и может быть ис.пользовано для градуировки кефелометров, имеющих переменную в зависимости от угла рассеяния чувствительностьо

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости градуировки; (1)5 ь 01 J 1/02, G 01 N 21/47

2 нику зондирующего излучения нефелометра, освещения им рассеивающего элемента, который располагается на оптической оси приемного уñòðîéñòва нефелометра и перекрывает полностью поле зрения приемного устройства. В устройство введена также диафрагма, расположенная перпендикулярно плоскости измерения индикатрисы рассеяния так, что она проходит через оптическую ось зондирующего пучка нефелометра. Отверстие в диафрагме совпэд.=ет с проекцией зондирующего пучка на плоскость диафрагмы. При градуировке нефелометра рассеивающий элемент вместе с источником д излучения перемещают так, чтобы угол между оптической осью приемного устройства и направлением на рассеивающий элемент для всех углов рассеяния, С измеряемых градуируемым нефелометром, был постоянным и чтобы поле зрения 2 приемного устройства всегда полностью рава перекрывалось рассеивающим элементом ф в плоскости измерения индикатрисы.

2 с.п. ф-лы, 4 ил. CA

На фиг.1 и 2 показаны варианты положения рассеивающего элемента при градуировке нефелометра; на фиг.3 и 4 — рассеивающий элемент, примеры исполнения.

Устройство состоит иэ рассеивающего элемента 1, дополнительного источника 2 излучения и диафрагмы 3. Рассеивающий элемент 1 расположен эа диафрагмой 3 со стороны, противопо1603196 ложной приемному устройству 4 градуируемого нефелометрд так, что оптическая ось приемного устройства 4 гра дуируемого нефелометра перпендику5 . лярна плоскости рассеивающего элемента 1 и полностью .заполняет .поле зрения приемного устройства 4. Плоскость диафрагмы 3 проходит через оптическую ось источника 5 зондирующего излучения градуируемого нефелометра перпендикулярно плоскости, в которой измеряется. рассеяние. Размер отверстия в диафрагме 3 соответствует проекции зондирующего пучка на плоскость диафрагмы. Источник 2 излучения устройства жестко связан с рассеивающим .элементом 1 через общий корпус 6. Рассеивающий элемент 1 изготовлен, например, из молочного 20 стекла MC-12. предназначенного для диффузного рассеяния проходящего света. На фиг.3.показан рассеивающий " элемент 1, выполненный из молочного стекла МС-20, предназначенного для 25 диффузного рассеяния отраженного света, источник 2 -излучения расположен сбоку. На фиг,4 представлен рассеивающий элемент I выполненный в r виде фотометрического шара. Механизм

7 перемещения рассеивающего элемента

1 предназначен для его линейного и углового перемещения для того, чтобы взаимное угловое положение рассеивающего элемента 1 и приемного устройст35 ва 4 было постоянным и чтобы поле зрения приемного устройства 4 было полностью заполнено рассеивающим элементом 1. В качестве механизма 7 перемещения могут быть использованы узлы оптической скамьи.

Устройство работает .следующим образом.

Для угла рассеяния 8, рассеивающий элемент 1 устанавливается перпендикулярно оптической оси приемного устройства 4 нефелометра так„ чтобы линейное поле зрения приемного устройства 4 в плоскости измерения индикатрйсы было заполнено полностью рассеивающим элементом 1. Включают источник 2 и снимают отсчет по неI фелометру А . Затем поворачивают

1 приемное устройство 4 на угол О;+, перемещают рассеивающий элемент 1 так, чтобы выпслнялись изложенные

55 требования, и снимают отсчет А, Такие измерения выполняют для всего углового диапазона работы нефелометра. Количество и частота проверяемых углов зависят от конструктивных особенностей нефелометра и его фотометрических свойств. Точность установки рассеивающего элемента относительно оптической оси приемного устройства зависит от его рассеивающих свойств и от углового и линейнос го поля зрения приемного устройства

4. Например, если рассеивающий элемент 1 выполнен из рассеивающего стекла МС-12, предназначенного для диффузного рассеяния прошедшего света, то в диапазоне углов +30, отсчитываемых от нормали к стеклу, яркость стекла практически постоянна. Отсюда следует, что требования к точности взаимного углового положения рассеивающего стекла и приемного устройства практически отсутствуют. Требования к линейным перемещениям рассеивающего стекла зависят от его размеров. Градуировочный множитель (с учетом синусного закона изменения чувствительности нефелометра) для угла O будет К .; = А;sing"

Изобретение упрощает требования к аттестации рассеивающего элемента, поэтому увеличивается точность ег0 аттестации и, как следствие, точность градуировки нефелометра. Обычно рассеивающий элемент необходимо аттестовать по рассеянию и по отражению в диапазоне углов 0-45 . при этом углы падения падающего пучка о должны быть также от 0 до 45 . Погрешность градуировки нефелометра определяется следующими составляющими: погрешность измерения рассеянного света.в диапазоне углов 0-45 ; лого, решность измерения отраженного света в диапазоне углов 0-45 ; погрешность установки требуемых углов падения падающего пучка; погрешность установки рассеивающего элемента при градуировке нефелометра.

Согласно предлагаемому способу рассеивающий элемент требуется аттестовать в диапазоне углов, превышающих лоле зрения приемного устройст ва нефелометра примерно в 1,5-.

2 раза (определяется точностью установке элемента относительно приемного устройства и его полем зрения).

Практически это углы порядка 1-10 .

В этом диапазоне углов практически все рассеивающие стекла, а также фотометрический шар имеют постоянную яр5 16 кость. Аттестация элемента сводится к проверке этого условия. Указанные погрешности здесь отсутствуют. Снижение трудоемкости градуировки происходит вследствие того, что по известному способу для каждого угла рассеяния производится несколько измерений, а по предлагаемому способу— одно измерение. Например, при градуировке нефелометра с базой 400 мм и с углом рассеяния 2 длина рассеивающего объема 170 мм. Для получения интегральной по рассеивающему объему сигнала измерения проводят для 34 положений рассеивающего элемента (через 5 мм), для угла 30, например, 12 положений. В последующем необхо,имо по этим измерениям вычислить интегральную реакцию нефелометра. По предлагаемому способу для кажцого угла рассеяния необходимо выполнять одно измерение. Обработка результатов измерений по изобретению также более проста, так как результат каждого измерения необходимо умножить на синус угла рассеяния.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ фотометрической градуировки нефелометров, имеющих переменную в зависимости от угла рассеяния чувствительность, заключающийся в том, что освещают рассеивающий элемент с известными характеристиками отражения и рассеяния, перемещают

его в пределах визируемого рассеивающего обьема и определяют интег. ральную по рассеивающему объему реакцию градуируемого нефелометра для каждого угла рассеяния, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности и снижения трудоемкости градуировки, рассеивающий элемент освещают дополнительным ис-точником излучения, идентичным источнику излучения градуируемого нефелометра, рассеивающий элемент перемещают при градуировке так, что его угловое положение относительно опти03196, 6 ческой оси приемнбго устройства градуируемого нефелометра остается постоянным, а для каждого угла рассеяния угловые размеры рассеивающего

- элемента, визируемого приемным устроиством, превышают угловые размеры измеряемого рассеивающего объема в плоскости измерения индикатрисы.рассеяния. и равньь им в плоскости, проходящей через оптическую ось приемного устройства перпендикулярно плоскости измерения индикатрисы.

2. Устройство для фотометрической градуировки нефелометров, имеющих переменную в зависимости от угла рассеяния чувствительность, содержащее рассеивающий элемент с известнымц характеристиками рассеяния и с

20 размерами„ превышающими размеры измеряемого градуируемым нефелометром объема для всех углов рассеяния, а также механизм перемещенчя. рассеивающего элемента, о т л и ч а ю—

25 щ е е с я .тем, что, с целью увеличения точности и снижения трудоемкости градуировки, оно дополнительно содержит диафрагму и дополнительный источник излучения, идентичный источ3р нику излучения градуируемого нефелометра, диафрагма установлена в плоскости, проходящей через оптическую ось источника излучения градуируемого нефелометра перпендикулярно плоскости

35 измерения индикатрисы рассеяния, размер отверстия в диафрагме равен размеру проекции размеров рассеивающего объема градуируемого нефелометра на плоскость диафрагмы, рассеивающий эле4 мент установлен за диафрагмой со стороны, противоположной приемному устройству градуируемого нефелометра и жестко связан с дополнительным источником излучения, при этом меха45 низм перемещения рассеивающего элемента выполнен с возможностью перемещения так, чтобы угловое положение рассеивающего элемента и оптической оси приемного устройства градуируемо- го нефелометра оставалось постоянным.

1603196 . ф

Ф0с». 1

Фиг 2

1603196

Составитель В. Калечиц

Редактор А.Огар Техрец М.Дидык Корректор М.Максимишинед

Заказ 3377 Тирам 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 1