Способ определения статистического распределения частиц по размерам

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров полидисперсных потоков. Способ включает пропускание исследуемого потока через зондирующее лазерное излучение, при этом через зондирующий лазерный луч предварительно пропускают потоки монодисперсных частиц, определяют количественное распределение по интенсивности образующихся сигналов, затем пропускают через зондирующий луч исследуемый поток частиц, а из полученных количественных значений распределения сигналов отклика последовательно вычитают вклад сигналов от эталонных монодисперсных частиц, начиная с сигналов от частиц максимального размера. Технический результат: измерение параметров частиц в потоке вне зависимости от их скорости. 5 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров полидисперсных потоков.

Известен способ счета частиц, включающий создание зоны пересечения промодулированных по интенсивности зондирующих лучей и подсчет числа частиц, пересекающих эту зону (авторское свидетельство СССР 878020 от 1 июля 1981 года).

Недостатком этого способа является высокая сложность при работе в потоках с высокой концентрацией частиц, обусловленная необходимостью анализа характеристик большого объема сигналов сложной формы.

Известен способ счета частиц, включающий создание зоны пересечения зондирующих лучей, промодулированной по размерам, и подсчет числа частиц, пересекающих эту зону (авторское свидетельство СССР 1434947 от 1 июля 1988 года).

Недостатком этого способа также является высокая сложность при работе в потоках с высокой концентрацией частиц, обусловленная необходимостью анализа характеристик большого объема сигналов сложной формы.

Ближе всех по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения распределения частиц в потоке по размерам, включающий формирование зоны измерений путем фокусирования промодулированного по амплитуде зондирующего луча и подсчет числа частиц, пересекающих эту зону (авторское свидетельство СССР 1611042 от 1 августа 1990 года).

Недостатком этого способа является снижение точности при изучении потоков быстродвижущихся частиц, обусловленное возрастанием погрешности измерений при сопоставимых временах длительности пересечения частицей зоны измерений и периода модуляции зондирующего луча.

Предложен способ определения статистического распределения частиц по размерам, включающий пропускание зондирующего лазерного излучения через исследуемый поток частиц и определение распределения сигналов отклика от частиц, отличающийся тем, что через зондирующий лазерный луч предварительно пропускают потоки монодисперсных частиц, определяют количественное распределение по интенсивности образующихся сигналов, затем пропускают через зондирующий луч исследуемый поток частиц, а из полученных количественных значений распределения сигналов отклика последовательно вычитают вклад сигналов от эталонных монодисперсных частиц, начиная с сигналов от частиц максимального размера.

Предлагаемый способ определения статистического распределения частиц по размерам позволяет упростить процесс измерения путем использования в качестве измерительного немодулированного потока излучения, повышает точность измерений в случае определения параметров потока быстродвижущихся частиц, позволяет отказаться от количественного определения характеристик зоны измерений.

На фиг.1 приведена возможная схема реализации предлагаемого способа. Оптически связанные источник 1 излучения, коллиматор 2 и фокусирующая система 3 формируют зону измерений 4, пройдя через которую, пучок 5 излучения объективом 6 направляется на вход фотоприемника 7, сигналы с которого обрабатываются блоком 8 обработки информации.

Способ осуществляется следующим образом. Пучок 5 излучения источника 1 уширяется коллиматором 2 и направляется фокусирующей системой 3 в область проведения измерений. Зона 4 фокусировки пучка 5 излучения представляет собой измерительную зону. После прохождения этой зоны пучок излучения собирается объективом 6 на вход фотоприемника 7, регистрирующего интенсивность пучка 5 излучения. Сигналы с фотоприемника 7 обрабатываются блоком 8 обработки информации (например, ЭВМ). Через зондирующий лазерный луч предварительно пропускают потоки монодисперсных частиц, определяют количественное распределение по интенсивности образующихся сигналов, затем пропускают через зондирующий луч исследуемый поток частиц, а из полученных количественных значений распределения сигналов отклика последовательно вычитают вклад сигналов от эталонных монодисперсных частиц, начиная с сигналов от частиц максимального размера.

Пример Через зону измерений последовательно пропускаются пять потоков монодисперсных частиц размером от 20 до 100 мкм. Графики зависимости числа сигналов отклика от амплитуды для всех размеров частиц приведены на фиг.2. На фиг. 3 приведен тот же график, пронормированный по максимальному числу частиц, зарегистрированному в каждом потоке. При пропускании через эту же зону измерений полидисперсного потока частиц также определяется график зависимости числа сигналов отклика от амплитуды сигналов (фиг.4), из его значений последовательно вычитают вклад сигналов от эталонных монодисперсных частиц, начиная с сигналов от частиц максимального размера, а по определенному числу частиц каждого размера строят график их распределения по размерам (фиг.5).

Таким образом, предлагаемый способ определения статистического распределения частиц позволяет проводить измерение параметров частиц в потоке вне зависимости от их скорости.

Формула изобретения

Способ определения статистического распределения частиц по размерам, включающий пропускание исследуемого потока частиц через зондирующее лазерное излучение и определение распределения сигналов отклика от частиц, отличающийся тем, что через зондирующий лазерный луч предварительно пропускают потоки монодисперсных частиц, определяют количественное распределение по интенсивности образующихся сигналов, затем пропускают через зондирующий луч исследуемый поток частиц, а из полученных количественных значений распределения сигналов отклика последовательно вычитают вклад сигналов от эталонных монодисперсных частиц, начиная с сигналов от частиц максимального размера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5