Нефелометр для измерения индикатрисы рассеяния аэрозолей

 

Изобретение относится к, приборостроению , а именно к технике определения параметров аэрозолей оптическими методами, и может быть использовано в теорологии. Цель изобретения - увеличение диапазона измеряемых углов рассеяния г сторону малых углов Нефелометр содержит несколько источников зондирующего излу чения, приемное устройство с механизмом вращения, датчик углового положения, блок программирования и блок управления Приемнор устройство состоит из зеркала, объектива диафрагмы и фотоприемника. Зеркало наклонено под углом 45° к оптической оси. Источник, расположенный ближе к приемному ус ройству предназначен для измерения рассеяния в обпасти малых углов и имеет выходное окно прямоугольного сечения Часть объектива расположена под зондирующим г-учком поямоугольного сечения; форма зеркала такова, что при повороте зеркала в обчэсти малых углов рассеяния оно не входит в зондирующий поток. Необх од им ч я форма светорого отверстия объек- ТЬЕЧ образована с помощью диафрагмы. При увеличении угпа рассеяния источник с прямоугольным окном выключается и включается второй источник Включение и выпючемие источников производится с помощью блока программирования и блока управления Блок программирования работает по угловым меткам, поступающим с датчика углового положения 3 ил.

< .)K; «.ОИ Г-.КИХ

coI1иАпис ти I(IF.к11х

I.F-С IVF,;IV«

1 11 С 01 М 21/4

ГОсудАРстВеннь1и кОмите т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРВ1ТИяМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ", (21) 4350220/25 (22) 28.12,87 (46) 15.10.91, Бюл. ¹ 38 (72) В,А.Сандимиров, FO П Баранов и А.А.Родин (53) 535.361 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 811108, кл. G 01 N 21/26, G 01 N 15/02.

1981.

Авторское свидетепьс-во СССР № 1591646, кл. G 01 N 21/47, 1989. (54) НЕФЕЛОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДИКАТРИСЫ РАССЕЯНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ (57) Изобретение относи-сп к приборостроению, а именно к технике определения параметров аэроэолсй оп т .÷;ñ ск ими методами, и может быть ис",îëü,çîàано в»..;: теоропогии. Цель изобретения — у-аделине ие диапазона измеряемых углов рассеяния и сторону малых углов Нефелометр содержит несколько источников зондирующего излучения, приемное устройство с механизмом вращения, датчик углового положения, блок

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике определения параметров аэрозолей оптическими методами, и может быть использовано в метеорологии для исследования атмосферы.

Целью изобретения является увеличение диапазона измеряемых углов рассеяния в сторону малых углов, На фиг, 1 показана схема нефелометра; на фиг, 2 — приемное устройство, разрез; на фиг, 3 — вид по стрелке А.

На фиг. 1 (датчик углового положения и механизм вращения не показаны)., SU„„16846ЗОA1 программирования и блок управления. Приемно устройство состоит из зеркала, обьектива, диафрагмы и фотоприемника. Зеркало наклонено под углом 45" к оптической оси.

Исто-.ник, расположенный ближе к приемном; устройству, предназначен для измерения рассеяния в области малых углов и имеет выходное окно прямоугольного сечения, Часть обьектива расположена под зондирую 1им .уч ком и о ям оу гоп ь ного сечения; форма зеркала такова, что при повороте зеркала в обпаст1 ма",Flõ углов рассеяния

0Н0 не входит в эондируюи,11й поток. Необходимая ф рма светового отверстия объект вз образована с помощью диафрагмы.

При увеличении угла рассеянич игточник с прямоугольным oF;.F ëì выключается и включается втсрой источник. Включение и выкпюче«ие ис1очников производится с помощью блока программирования и блока управления. Блок программирования работает по угловым меткам, поступающим с датчика углового положения. 3 ил.

Нефелометр (фиг. 1) содержит, например, два источника 1 зондирующего излучения и приемное устройство 2, оптически связанные между собой через рассеивающий объем, Количество источников излучения может быть большим, если необходимо увеличить чувствительность для больших углов рассеяния. Нефелометр содержит также механизм 3 вращения и датчик 4 углового положения, кинематически связанные с приемным устройством 2. Последовательно с датчиком 4 углового положения включены блок 5 программирования и блок 6

1884830 (4--1 50).

5С

55 упрзвленич, к выходам когорт<то «одключен<л исто ««< v 1 зондирую« его излучения. Источник зондирующего излучения, расположенный наиболее близко к приемному устройству 2. имеет выходное окно прямоугольного сечения и служит для измерения рассеяния в области малых углов

Приемное устройство 2 (фиг. 2) состоит иэ зеркала 7, обьективз 8, диафрагмы 9 и фотоприемника 10. Чзсть объектива 8, представляющая собой сегмент высотой h, расположена под зондирующим пучком ближайшего излучения. Диафрагма 9 выполнена одной сборкой с зеркалом 7. Границы поля зрения приемного угтройства 2 на фиг. 1 — 3 показаны пунктирными линиями. Поле зрения приемного устройства 2 определяется величиной фоточувствительной новерхности фотоприемника 10 и равно

40 . Зеркало 7 в проекции на входное отверстие объектива 8 имеет форму круга с двумя отсечными сегментами одинаковой высоты

h. Хорда одного сегмента расположена со стороны, где проходит оптическая ось ближайшего источника излучения, и параллельна ей, когда оптическая ось приемного устройства составляет угол С4ин с оптической осью источника зондирующего излучения. Хорда второго сегмента расположена ближе к оси источника зондирующего иэлуQ = смаке Олин C оптической осью источника ближайшего зондирующего излучения (фиг. 1), где Е4»< и C4 «с — минимальный и максимальный углы, для которых измеряется рассеяние для источника зондирующего излучения с прямоугольным выходным окном, Зеркало такой формы при повороте в области малых углов рассеяния 4-25 не входит в зондирующий пучок ближаишего излучателя. Форма светового отверстия объектива 8, соответствующая форме зеркала 7, образована диафрагмой 9, что обеспечивает уменьшение световых помех. Минимальный угол Я „н, для которого нефелометром можно измерить рассеяние света (фиг. I), определяется положением приемного устройства 2, когда край поля зрения находится рядом с выходным окном источника

Если приемное устройство 2 повернется еще немного против часовой стрелки, то в поле зрения попадет поверхность выходного окна излучателя 1, которая является источником световой помехи. Очевидно, что егли уменьшить диаметр пучкз излучения или диаметр приемного устроиствз, то

Г-э„.н уменьшится íî при этг>м ппг<порцип5

45 нально квздраTó отношения диаметров уме«ъши< ся и <увствительность нефелометра, Прямоугольное сечение зондирующего пучка и предлагаемая форма зеркала

7 и объектива 8 (совместно с диафрагмой 9) позволяет более эффективно сопрягать источник зондирующего излучения с приемником и тем самым уменьшить минимальный угол рагсеяния.

Устройство работает следующим образом.

Зеркало 7 (фиг. 2), вращаясь посредством механизма 3 вращения (фиг. 1) вокруг оптической оси объектива 8 (фиг. 2), принимает рассеянное аэрозолью излучение зондирующих источников 1 излучения.

Рассеянное излучение, отразившись от зеркала 7, с помощью объектива 8 направляется на фотоприемник 10. Привязка результатов измерения к углам рассеяния производится с помощью датчика 4 углового положения. B диапазоне малых углов рассеяния (4-15 ) по программе, заложенной в блок 5 программирования, с помощью блока

6 управления включается ближайший исто;ник излучения. При повороте зеркала 7 в этом диапазоне углов оно не входит в зондирующий учок источника. Начиная с угла рассеяния О = 15, край зеркала начинает входить в пучок источника и работа нефелометра становится невозможной иэ-за сильных световых помех, возникающих от освещенного края зеркала 7. Поэтому в программе предусмотрено выключение ближайшего источника и включение следующего источника излучения.

Техническая эффективность изобретения заключается в увеличении диапазона измеряемых углов рассеяния в сторону малых углов с незначительным по сравнению с известным устройством уменьшением чувствительности эа счет выбора новой формы зондирующего пучка, зеркала и объектива и их взаимного рагположения, чем достигается их более эффективное сопряжение.

Нефелометр для измерения индикатрисы рассеяния аэрозолей, содержащий источники зондирующего излучения, оси которых расположены в одной плоскости, приемное устройство. оптически сопряженное с источниками зондирующего излучения и состоящее из погледовательно установленных по ходу излучения зер кзле, установленного под углом 45 к

«лзскости, проведеннои черт з оптическ<ле оси источников иззу <(ни» пбъ

1684630 тива и фотоприемника. а также механизм вращения и датчик уtëîâîã0 положения. кинематически связан.алые с зеркалом приемного устройства, и последовательно соединенные между собой и 5 датчиком углового положения блок программирования и блок управления, к выходам которого подключены источ ики зондирующего излучения, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью увеличения 10 диапазона измеряемых углов рассеяния в сторону малых углов, источник излучения, оптическая ось которого расположена наиболее близко к приемному устройству, выполнен с прямоугольным выходным окном, 15 одна из сторон которого. шириной А, параллельна плоскости измерения индикатрисы рассеяния, приемное устройство установле но так, что центр входного отверстия объектива расположен на рассгоянии L от оптической оси ближайщего источника излучения, причем L< R + 0,5А, где R— радиус входного отверстия объектива, зеркало в проекции на плоскость входного отверстия объектива имеет форму круга с двумя отсечными сегментами высотой h =R + 0,5А — L, причем угол а между высотами указанных сегментов равЕн Q =64акс О ин, гАЕ Ииакс и Ийин максимальный и минимальный углы иэмереHpIR индикатрисы рассеяния для источника зондирующего излучения, расположенного наиболее близко к приемному устройству, при этом Ийакс < 90О.

1684630.Ую йрукы я/

Pgz 3

Составитель В,Калечиц

Техред М.Моргентал

Корректор М,Максимишинец

Редактор А,Лежнина

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

Закаа 3500 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., 4/5