Способ измерения объемной концентрации аэрозольных частиц

 

Изобретение относится к технической физике и метеорологии и может быть использовано для оперативного дистанционного измерения в атмосфере объемной концентрации аэрозолей естественного и атропогенного происхождения„ Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измеренийь Способ осуществляется направлением в исследуемую область атмосферы лазерного излучения Ъ 10,6 мкм с мощностью, достаточной для инициирования разрушения частиц, и последующей регистрацией акустического излучения из углов l80°iarctg(S/2R), где R - расстояние до области воздействия, S - ее поперечный размер, 1 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))g G 01 N 15/02

ВИСМЮЯ@л

1 . ;ЙТЕНТНО- TEli>RЩ . ИБЛ). 1.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

), с )

СО

< ему ,>

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47405 6/ 25 (22) 26.07.89 (46) 23,04,93. Бюл, 1г 15 (71) Институт оптики атмосферы СО AH

СССР (72) А.A.Землянов, I<). Э, Гейнц, .

А.И.Кабанов, Н, Н, Бочкарев, Н „П.Красненко, В. А. Погодаев и А, Е. Рождествен" ский (56) Авторское свидетельство СССР

11 1240197, кл . С 01 N 21/47, 1986, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЛ ОБЪЕМНОЙ К0НЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к технической физике и метеорологии и может быть использовано для оперативного

Способ относится к технической физике и метеорологии и может быть использован для оперативного дистанционного измерения в атмосфере объемной концентрации аэрозолей естественного и антропогенного происхождения.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измерения, На чертеже представлена принципи" альная схема установки для реализа" ции предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим способом, В исследуемую область 1 направляют излучение маломощного лазера 2 и регистрируют иэ углов 180 +

+arctg(S/2R), где R — расстояние до области воздействия, S — ее nonepeu" ный размер, фотоприемником 3 и аппаратурой 4 сигнал F.„, отраженный or

„„50„„1672811 А1 дистанционного измерения в атмосфере объемной концентрации аэрозолей естественного и атропогенного происхождения „Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измерений. Способ осуществляется направлением в исследуемую область атмосферы лазерного излучения ф = 10,6 мкм с мощностью, достаточной для инициирования разрушения частиц, и последующей регистрацией акустического излучения иэ углов

180 +arctg(S/2R), где R — расстояние до области воздействия, S — ее поперечный размер. 1 ил, исследуемой области, Затем соосно с излучением лазера 2 посылают мощное излучение 5 и вновь регистрируют фотоприемник 3 и аппаратурой 4 уровень оптического излучения Е „, отраженного от исследуемой области, Вычисляют ве" личину (как отношение (= Е„/Е .

Одновременно и из тех же углов, что

Ф и оптическое излучение, регистрируют акустическое излучение приемником 6 и аппаратурой 7 регистрации и определяют его давление P.

Аппаратура 7 регистрации синхрониэируется с запуском мощного лазера

8. Момент времени t соответствует пуску лазера 8, момент времени приходу акустического сиги.1ла, Искомая величина коня

1672811

N (А + B) P — - — -е.

g t. а ЬЬца

Ro

r е Р - давление звуковой волны, Па, Е /Е „" безразмерный оптический сигнал; Е„, Е „- уровень принимаемого маломощного излучения соответственно до и после .посылки мощного излучения, Вт/см, А 7,45.10 4 см -э. Па, В

1,2к10 см"з Па - эмпирические константы, Rg 15 см; М - коэффици: ент затухания звука в атмосфере, Ь t

t -t - время задержки между запус"

I ком мощного лазерного излучения и началом приема акустического сигнала, а - скорость звука в воздухе.

Формула изобретения ю

Способ измерения объемной концентрации аэрозольных частиц в атмосфере, по которому в исследуемую область атмосферы посылают мощное лазерное излучение ф 10,6 мкм, из указанной, сбласти атмосферы принимают возник" рее акустическое излучение иэ углов

180 tarctg(S/2R), где R - расстояние до области воздействия, S — ее поперечный размер, и измеряют его давле" ние, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций частиц аэрозоля при увеличении точности измерения, дополнительно соосно с посылаемым мощным излучением в исследуемую область атмосферы посылают малсмощное лазерное излучение, принимают рас сеянный оптический сигнал от этого маломощного лазерного излучения иэ той же исследуемой области и под теми же углами, как принимают акустическое излучение, измеряют уровень

1р от этого рассеянного оптического сигнала до и после посылки мощного лазерного излучения, регистрируют мо менты времени tq — посылки мощного лазерного излучения и t - начала г

15 приема акустического сигнала, а об искомом параметре лсудят по формуле

N(A(+ В) Р— ——

Я

20 где N - концентрация аэрозольных частиц; см-з, P - давление звуковой волны, Па; = Ez/Е д - безразмерный опти" ческий сигнал; Е„, E „ - уровень при25 нимаемого маломощного излучения соответственно до и после посылки мощного излучения, Вт/Оч, А = 7,45"

«1О" см з. Па"., В = 1,2 10 си-э Па эмпирические константы, «=15 см; К коэффициент затухания звука в атмосфере", g t = с -t, — время задержки, между запуском мощного лазерного излучения и началом приема акустического сигнала, а - скорость звука в воздухе.

1672811

Составитель Г.Иожаров

Редактор Г, Бель ская Техред M, Моргентал Корректор И.Иаксимишинец

Заказ 3090 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагар на, 101