Способ определения максимального размера и концентрации субмикронных аэрозольных частиц

Изобретение относится к области измерения характеристик аэрозольных частиц оптическими методами. Способ заключается в измерении ослабления оптического излучения в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Максимальный размер и концентрацию аэрозольных частиц определяют по формулам

, , где Dmax - максимальный диаметр частиц, мкм; Cm - массовая концентрация частиц, кг/м3; ρ - плотность материала частиц, кг/м3; l - оптическая длина пути, м; λ, - координаты точки выхода на асимптоту функции , мкм; τ(λ) - измеренная спектральная оптическая плотность; α*(λ) - зависимость от длины волны значения параметра дифракции α=νπD/λ, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции Q(α) от функции Qp(α); Q(α) - фактор эффективности ослабления, рассчитанный по точным формулам теории Ми для заданных зависимостей показателя преломления n(λ) и показателя поглощения æ(λ) материала аэрозольных частиц;

- фактор эффективности ослабления для релеевского рассеяния. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик субмикронных частиц. 4 ил.

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способам измерения характеристик аэрозольных частиц оптическими методами, и предназначено для определения максимального размера и концентрации субмикронных частиц в различных аэрозольных образованиях. Изобретение может найти применение в химической технологии, коллоидной химии, при разработке систем распыливания жидкости в различных отраслях техники, для контроля загрязнения окружающей среды.

Известны способы определения размеров и концентрации аэрозольных частиц, основанные на измерении ослабления параллельного пучка оптического зондирующего излучения [1-3]. При этом спектральный коэффициент пропускания зондирующего излучения измеряют для ограниченного набора длин волн, привлекают априорную информацию о спектре размеров аэрозольных частиц и проводят измерения дополнительных параметров (в частности, массовых расходов частиц и газа [1]). В качестве теоретической основы известных методов используют уравнение спектральной прозрачности (закон Бугера) для полидисперсных аэрозольных систем [4, 5] и теорию Ми для расчета факторов эффективности ослабления одиночных частиц [6].

Наиболее близким по технической сущности является способ определения дисперсности и концентрации частиц в аэрозольном облаке [7], основанный на измерении ослабления параллельного пучка зондирующего оптического излучения в диапазоне длин волн λ=(0.3÷1.1) мкм.

Недостатком данного способа является необходимость проведения дополнительных измерений оптической длины пути и объема аэрозольного облака с использованием двухракурсной видеосъемки. Проведение этих измерений вносит дополнительную погрешность и усложняет схему экспериментальной установки. При диагностике аэрозольных частиц субмикронных размеров применимость метода спектральной прозрачности связана с необходимостью измерения спектральных коэффициентов пропускания в ультрафиолетовой области спектра (λ<0.1 мкм) с высокой точностью для обеспечения возможности решения соответствующей обратной задачи оптики аэрозолей [5].

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения характеристик субмикронных аэрозольных частиц без привлечения дополнительных измерений других параметров.

Технический результат изобретения достигается тем, что разработан способ определения максимального размера и концентрации субмикронных аэрозольных частиц, основанный на измерении ослабления параллельного пучка зондирующего оптического излучения. Спектральный коэффициент пропускания измеряют в диапазоне длин волн λ=λmin÷λmax и строят график функции

.

Из этого графика определяют координаты λ, точки выхода функции т(Х) на асимптоту , максимальный диаметр Dmax и массовую концентрацию Cm аэрозольных частиц определяют по формулам

,

,

где λ - длина волны зондирующего излучения, мкм;

τ(λ)=lnT-1 (λ) - спектральная оптическая плотность;

T(λ)=J(λ)/J0(λ) - измеренная зависимость спектрального коэффициента пропускания от длины волны зондирующего излучения;

J(λ), J0(λ) - интенсивность прошедшего через аэрозольную систему и поступающего на нее зондирующего излучения, Вт;

Dmax - максимальный диаметр аэрозольных частиц, мкм;

Cm - массовая концентрация аэрозольных частиц, кг/м3;

ρ - плотность материала аэрозольных частиц, кг/м3;

l - оптическая длина пути, м;

λ, - координаты точки выхода на асимптоту функции , мкм;

α(λ) - зависимость от длины волны значения параметра дифракции α=πD/λ, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции

Q(α) от функции Qp(α);

D - диаметр аэрозольных частиц;

Q(α) - фактор эффективности ослабления, рассчитанный по точным формулам теории Ми для заданных зависимостей показателя преломления n(λ) и показателя поглощения æ(λ) материала аэрозольных частиц;

Qp(α)=α·F(λ) - фактор эффективности ослабления для релеевского рассеяния,

функцию F(λ) рассчитывают по формуле

,

а границы диапазона длин волн зондирующего излучения λmin, λmax выбирают в видимой и ближней инфракрасной областях спектра с учетом известных зависимостей n(λ) и æ(λ) в этом диапазоне.

Полученный положительный эффект изобретения связан с тем, что одновременно определяются массовая концентрация частиц и их максимальный диаметр в исследуемой аэрозольной среде без проведения дополнительных исследований других параметров.

Рассмотрим обоснование заявляемого способа.

Определение массовой концентрации частиц

При прохождении монохроматического излучения с длиной волны λ через слой толщиной l, состоящий из равномерно распределенных монодисперсных частиц диаметром D с массовой концентрацией Cm происходит его ослабление за счет рассеяния и поглощения частицами. Количественной характеристикой ослабления является спектральный коэффициент пропускания

,

где J(λ) - поток излучения, прошедший сквозь слой; J0(λ) - поток излучения, поступающий на слой.

Величина Т(λ) определяется законом Бугера [5]

,

где τ(λ) - спектральная оптическая плотность слоя.

Выражение для спектральной оптической плотности записывается в виде [5]

τ ( λ ) = 1.5 C m l ρ D Q ( α , m ) , ( 1 ) ,

где ρ - плотность материала частиц;

Q(α, m) - безразмерный фактор эффективности ослабления, который зависит от параметра дифракции (параметра Ми) α=πD/λ и комплексного показателя преломления материала частицы m=n-iæ (n - показатель преломления; æ - показатель поглощения; ).

Значения n и æ в общем случае зависят от длины волны излучения λ. Зависимость Q(a, m) от параметра дифракции носит сложный колебательный характер и рассчитывается по точным формулам теории Ми [6].

Для случая «малых» частиц при выполнении условия релеевского рассеяния (α<1) [6] фактор эффективности ослабления определяется аналитической формулой [5]:

Q p = ( α , m ) = α F ( λ ) , ( 2 )

где .

Подставляя (2) в выражение для оптической плотности (1), получим:

τ ( λ ) = 1.5 С m l ρ D F ( λ ) π D λ = 1.5 C m l ρ λ F ( λ ) . ( 3 )

Из (3) следует, что в случае релеевского рассеяния величина оптической плотности τ(λ) не зависит от размера частиц D. Следовательно, по измеренным значениям τ(λ) из (3) можно определить массовую концентрацию частиц:

C m = ρ λ τ ( λ ) 1.5 π l F ( λ ) . ( 4 )

Данный способ определения Cm по формуле (4) с использованием измеренного значения τ(λ) является корректным только в ограниченном диапазоне длин волн зондирующего излучения λ≥λ** - длина волны, ограничивающая область релеевского рассеяния). Для определения λ* измеряют спектральную оптическую плотность в некотором диапазоне длин волн λmin≤λ≤λmax и строят график зависимости

,

где τ(λ) - измеренная зависимость спектральной оптической плотности от длины волны излучения.

График функции τ(λ) имеет два участка (фиг.1):

1. τ ¯ ( λ ) монотонно убывает при λ<λ*.

2. τ ¯ ( λ ) = τ ¯ = c o n s t при λ≥λ*.

Для диапазона длин волн λ>λ* массовая концентрация частиц определяется по формуле (4).

Покажем, что данный способ определения массовой концентрации частиц применим и для полидисперсных частиц, если для всех частиц выполняется условие релеевского рассеяния. В случае полидисперсных частиц выражение для спектральной оптической плотности имеет вид [5]:

τ ( λ ) = 1.5 C m l ρ 0 Q ( α , m ) D 2 f ( D ) d D 0 D 3 f ( D ) d D , ( 6 )

где f(D) - функция счетного распределения частиц по размерам.

Подставляя в (6) выражение (2) для Qp(α, m) в случае релеевского рассеяния, получим формулу, полностью совпадающую с формулой (4) для определения массовой концентрации частиц.

Определение максимального размера частиц

Как было отмечено выше, фактор эффективности ослабления зависит от двух параметров - параметра дифракции а и æ комплексного показателя преломления материала частиц m=n-iæ. Значения n и зависят в общем случае от длины волны излучения λ, причем для разных материалов эти зависимости носят разный характер.

В случае релеевского рассеяния зависимость фактора эффективности ослабления от параметра дифракции линейна в соответствии с уравнением (2). Зависимость фактора эффективности ослабления от параметра дифракции, рассчитанного по точным формулам теории Ми, совпадает с релеевской до некоторого граничного значения α*, а при α>α* отклоняется от нее: Q(α, m)>Qp(α, m). При этом значение α* зависит от длины волны излучения (фиг.2), что связано с дисперсией m (зависимость n и æ от λ).

Таким образом, для известных зависимостей n(λ) и æ(λ) в диапазоне λmin≤λ≤λmаx можно построить графики Q(α, m) и Qp(α, m), проводя расчеты факторов эффективности ослабления по точным формулам теории Ми и по уравнению (2) для релеевского рассеяния. Из этих графиков (фиг.2) определяется зависимость от длины волны значения параметра дифракции, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции Q(α, m) от Qp(α, m):

α * ( λ ) = π D λ .

Подставляя в эту зависимость значение λ*, определенное выше как абсцисса точки выхода на асимптоту τ ¯ ( λ ) , получим формулу для определения максимального диаметра аэрозольных частиц:

D m a x = λ * π α * ( λ * ) . ( 7 )

Сущность изобретения поясняется следующими рисунками:

Фиг.1 - график функции τ ¯ ( λ ) для определения координат λ*, τ ¯ * точки выхода этой зависимости на асимптоту τ ¯ ( λ ) = c o n s t .

Фиг.2 - зависимость факторов эффективности ослабления от параметра дифракции для частиц сажистого углерода.

Фиг.3 - схема лабораторной установки для измерения характеристик аэрозольных частиц.

Фиг.4 - зависимость от длины волны значения параметра дифракции, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции Q(α) от Qp(α) для частиц сажистого углерода.

Пример реализации способа

На фиг.3 приведена схема лабораторной установки для измерения характеристик частиц сажистого углерода в пламени газовой горелки. Поток продуктов сгорания 2 газовой горелки через цилиндрическую трубку 1 заданного диаметра l поступал в зону измерений. Параллельный пучок зондирующего излучения 5 с начальной интенсивностью J0(λ) от источника сплошного спектра 3, в качестве которого использовалась лампа СИ-10-300 с ленточным вольфрамовым излучателем, создавался оптической фокусирующей системой 4. Прошедший через аэрозольную систему ослабленный поток излучения J(λ) поступал на вход спектрально-аналитического комплекса 6, 7.

Обработка экспериментальных данных по зависимости спектрального коэффициента пропускания от длины волны зондирующего излучения Т(λ) проводилась с помощью персонального компьютера 8.

Предварительно проводился расчет факторов эффективности ослабления Q(a,m) по точным формулам теории Ми и по формуле (2) для релеевского рассеяния. Примеры расчетных графиков приведены на фиг.2. При проведении расчетов использовались зависимости n(λ) и æ(λ) для частиц сажистого углерода, приведены в [8] для диапазона λ=(1÷6) мкм:

n(λ)=1.6+0.3λ,

æ(λ)=λ0.6,

где [λ]=мкм.

Обработка графиков Q(α, m) и Qp(α, n) для диапазона длин волн λ=(1÷6) мкм позволили получить зависимость α*(λ) для частиц сажистого углерода, приведенную на фиг.4. Эта зависимость аппроксимировалась формулой (погрешность аппроксимации не более 3%):

α * = 0.22 exp ( 0.16 λ ) , ( 8 )

где [λ]=мкм.

Результаты измерений показали, что значение длины волны, соответствующее выходу на асимптоту функции τ ¯ ( λ ) , составляло λ*=2 мкм. Соответствующее значение α*, определенное по уравнению (8), составило α*=0.16 мкм. Максимальный диаметр частиц сажистого углерода

D max = λ * π α * ( λ * ) = 2 0.16 π = 0.1 м к м ,

что хорошо согласуется с известными литературными данными [8]. Значение массовой концентрации частиц сажистого углерода (ρ=1.75 г/см3) изменялось в широких пределах Cm=(2÷15) мг/см3 в зависимости от коэффициента избытка окислителя газовой смеси, поступающей в горелку.

По результатам примера видно, что заявленный способ позволяет одновременно определять массовую концентрацию и максимальный диаметр аэрозольных частиц с высокой точностью без проведения дополнительных измерений других параметров. Высокая точность определения Cm и Dmax связана со строгой обоснованностью границ применимости релеевского рассеяния.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пат. РФ 717628, МПК G01N 15/02. Способ измерения среднего радиуса металлических капель в двухфазных потоках / Е.В.Соловьев. - №2343588/18-25; заявл. 01.04.1976; опубл. 25.02.1980, Бюл. №7.

2. Пат. РФ 1420474, МПК G01N 15/02. Способ определения параметров частиц аэрозоля в газовом потоке / Г.И.Левашенко, В.И.Анцулевич, С.Л.Шуралев, С.В.Симоньков. - №4037554/24-25; заявл. 17.03.1986; опубл. 30.08.1988, Бюл. №32.

3. Пат. РФ 2335760, МПК G01N 15/02. Оптический способ определения размеров частиц дисперсной фазы / О.Л.Власова, О.А.Писарев, А.Г.Безрукова, П.В.Плотникова. - №2006121402/28; заявл. 13.06.2006; опубл. 10.10.2008, Бюл. №28.

4. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. - М.: Мир, 1971. - 165 с.

5. Архипов В.А. Лазерные методы диагностики гетерогенных потоков. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1987. - 140 с.

6. Хюлст Ван де Г. Рассеяние света малыми частицами. - М.: ИЛ, 1961. - 536 с.

7. Пат. РФ 2441218, МПК G01N 15/02. Способ определения дисперсности и концентрации частиц в аэрозольном облаке / В.А.Архипов, А.А. Павленко, С.С.Титов, О.Б.Кудряшова, С.С.Бондарчук. - №2010143653/28; заявл. 25.10.2010; опубл. 27.01.2012, Бюл. №3.

8. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.

Способ определения максимального размера и концентрации субмикронных аэрозольных частиц, основанный на измерении ослабления параллельного пучка зондирующего оптического излучения, отличающийся тем, что спектральный коэффициент пропускания измеряют в диапазоне длин волн λ=λmin÷λmax, строят график функции
,
из которого определяют координаты λ, точки выхода этой функции на асимптоту , максимальный диаметр Dmax и массовую концентрацию Cm аэрозольных частиц определяют по формулам
,
,
где λ - длина волны зондирующего излучения, мкм;
τ(λ)=lnT-1 (λ) - спектральная оптическая плотность;
T(λ)=J(λ)/J0(λ) - измеренная зависимость спектрального коэффициента пропускания от длины волны зондирующего излучения;
J(λ), J0(λ) - интенсивность прошедшего через аэрозольную систему и поступающего на нее зондирующего излучения, Вт;
Dmax - максимальный диаметр аэрозольных частиц, мкм;
Cm - массовая концентрация аэрозольных частиц, кг/м3;
ρ - плотность материала аэрозольных частиц, кг/м3;
l - оптическая длина пути, м;
λ, - координаты точки выхода на асимптоту функции , мкм;
α(λ) - зависимость от длины волны значения параметра дифракции α=πD/λ, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции
Q(α) от функции Qp(α);
D - диаметр аэрозольных частиц;
Q(α) - фактор эффективности ослабления, рассчитанный по точным формулам теории Ми для заданных зависимостей показателя преломления n(λ) и показателя поглощения æ(λ) материала аэрозольных частиц;
Qp(α)=α·F(λ) - фактор эффективности ослабления для релеевского рассеяния,
функцию F(λ) рассчитывают по формуле
,
а границы диапазона длин волн зондирующего излучения λmin, λmax выбирают в видимой и ближней инфракрасной областях спектра с учетом известных зависимостей n(λ) и æ(λ) в этом диапазоне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам автоматического контроля крупности частиц в потоке пульпы в процессе измельчения материала и может быть использовано в области обогащения руд полезных ископаемых, а также в горно-металлургической, строительной и других областях промышленности.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптико-электронным способам контроля и регулирования параметров дисперсных сред. По зарегистрированному импульсному световому изображению рассеченной плоской с малой толщиной части факела распыла определяют параметры распыла капель в данной части факела с помощью системы единиц дисперсности на основе формулы объема шара (сферы) капли, для чего в указанном изображении производят сортировку и подсчет количества капель стандартных классов диапазонов микроскопических размеров в их смежной последовательности.

Изобретение относится к технике измерений, может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к оптическим методам регистрации агрегации частиц при проведении иммунохимических реакций, например, с применением частиц микронного размера с иммобилизованными на них реагентами.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов для ядерных реакторов. Согласно способу производят сканирование изображения сферических частиц круговым оптическим пятном и определяют площадь их проекций.

Группа изобретений относится к системе и к способу охарактеризовывания частиц в потоке продуктов помола зерна в установке для его помола, где охарактеризовывание включает в себя охарактеризовывание частиц зерна по размеру.

Способ включает преобразование импульсного напряжения в световой поток, зондирование области исследуемой среды световым пучком. Используют измерительный канал, содержащий исследуемую среду, зондируемую световым пучком, и дополнительный канал, который заполнен очищенной от пыли газовой смесью.

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом является повышение точности измерения.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам контроля параметров дисперсных сред, и может найти применение при контроле запыленности газов и загрязнения жидкостей.

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно - к фотоэлектрическим устройствам, предназначенным для исследования дисперсных систем. Устройство предназначено для калибровки оптической аппаратуры, измеряющей средний диаметр дисперсных частиц, и содержит кювету с прозрачной жидкостью, измерительный канал, состоящий из микроскопа и фоторегистратора, и осветительный канал, содержащий два источника света с различными длинами волн.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения параметров мелкодисперсной водогазовой смеси перед закачкой в пласт. Техническим результатом является обеспечение проведения измерения дисперсности водогазовой смеси как для прозрачной, так и для непрозрачной дисперсионной среды. Способ включает получение водогазовой смеси под повышенным давлением, отбор пробы водогазовой смеси и перевод ее в измерительную емкость при том же давлении. Перед проведением измерения определяется объем измерительной емкости, а в процессе измерения непрерывно регистрируется изменение давления свободного газа внутри измерительной емкости и объем свободного газа, соответствующее ему приращение объема свободного газа, определятся общее количество газа, содержащегося в отобранной пробе, затем определяется зависимость ΔР от объема свободного газа в емкости, которая затем пересчитывается в зависимость изменения давления (ΔР) от относительной доли текущего значения массы свободного газа miг/mг, где mг - общее количество газа mг, содержащегося в отобранной пробе, miг - текущее значение массы свободного газа, далее определятся радиус газовых пузырьков, содержащихся в доле текущего значения массы свободного газа по формуле: r i = 2 σ Δ P i ,  где σ - межфазное натяжение, и вычисляется функция распределения радиуса пузырьков. 3 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к океанологическим исследованиям. Устройство включает в себя средство для генерации параллельного потока импульсов оптического излучения, средство для формирования оптическим путем реперного объема прямоугольного сечения, средство для перемещения реперного объема, средство для приема и преобразования оптического излучения в электрические сигналы и средство для регистрации изменения амплитуды электрических импульсов, снабженное средством для определения разности между сигналом в отсутствие импульсов и сигналом, полученным во время действия импульсов, и средством, формирующим временной интервал на время регистрации частиц. При этом отношение размеров сторон прямоугольного сечения реперного объема равно отношению максимальной и минимальной границ размерного диапазона регистрируемых частиц. В устройство введен гидроакустический канал оценки, состоящий из многолучевого эхолота, антенны накачки параметрического профилографа, низкочастотной приемной антенны параметрического профилографа, генератора зондирующих импульсов, приемника эхосигналов, блока обработки акустических сигналов, пульта управления и индикации с интерфейсным блоком и сетевым концентратором, двух гидролокаторов бокового обзора, антенны которых установлены соответственно по правому и левому бортам. Технический результат - расширение функционалных возможностей. 1 ил.

Изобретение может быть использовано для определения замеров параметров отработавших газов (ОГ) ДВС. Способ заключается в отборе газов в пробоотборник и последующем анализе материала пробы. Пробоотборник изолируют от окружающей среды и размещают в нем порцию дистиллированной воды, при этом формируют суспензию твердых частиц ОГ, для чего их выпускают в названную порцию воды. Формирование суспензии начинают после удаления из выхлопной трубы посторонних частиц пыли и сажи, осевших туда за время простоя ДВС. В процессе отбора пробы суспензию перемешивают и стерильным шприцем отбирают объем жидкости около 40 мл, который исследуют на лазерном анализаторе частиц для определения распределения в нем частиц по размерам и по форме. Проводят также вещественный анализ взвесей на световом микроскопе и электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром для определения вещественного состава твердых частиц и распределения этих частиц по размерам и по форме. Технический результат заключается в выявлении содержания нанодисперсных и микродисперсных твердых частиц в ОГ. 3 ил.

Изобретение относится к области оптической диагностики физических сред и может быть использовано в приборах, предназначенных для измерения распределения концентрации и размеров микро- и наночастиц в жидкостях и газах. Способ включает измерение флуктуации мощности излучения, рассеянного на исследуемых частицах под относительно большими углами, измерение распределения интенсивности рассеянного излучения под малыми углами рассеяния и математическую обработку полученных данных путем решения интегрального уравнения обратной задачи рассеяния. Устройство содержит зондирующий лазер, рабочую кювету с исследуемой средой, помещенные в плоскости рассеяния лазерного луча одноэлементные фотоприемники, расположенные к нему под относительно большими углами для регистрации флуктуации мощности рассеянного на частицах излучения, матричный фотоприемник для регистрации малоугловой диаграммы рассеянного излучения и объектив, собирающий прошедший через рабочую кювету световой пучок, причем указанный матричный фотоприемник расположен в фокальной плоскости указанного объектива. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам автоматического контроля крупности дробленой руды в потоке и может быть использовано в области обогащения руд полезных ископаемых, в горно-металлургической, строительной и других областях промышленности. Способ автоматического контроля крупности дробленой руды в потоке включает определение гранулометрического состава в потоке материала на основе показаний датчика, выходной сигнал которого подают на анализатор спектра и затем преобразуют в сигнал, пропорциональный содержанию отдельных фракций крупности материала. В качестве датчика применяют уровнемер 3. Лучом уровнемера 3 осуществляют сканирование поверхностного слоя потока материала 6, определяют линию, огибающую поверхностный слой материала, вычисляют скользящее среднее значение сигнала уровнемера, вычисляют абсолютные значения площадей фигур, образованных пересечением линии, огибающей поверхностный слой материала, с линией скользящего среднего значения сигнала уровнемера. Вычисляют статистическое распределение относительных частот наблюдения равных по величине вычисленных абсолютных значений площадей фигур на интервале измерения и по полученной заранее градуировочной зависимости крупности отдельных фракций от величины абсолютных значений площадей фигур, образованных пересечением линии, огибающей поверхностный слой материала, с линией скользящего среднего значения сигнала уровнемера, вычисляют распределение фракций крупности дробленой руды в потоке, также измеряют скорость движения потока материала и абсолютные значения площадей фигур, образованных пересечением линии, огибающей поверхностный слой материала, с линией скользящего среднего значения сигнала уровнемера, умножают на коэффициент, равный отношению измеренной скорости к скорости, соответствовавшей условиям градуировки. Технический результат - повышение надежности и точности контроля крупности дробленой руды в потоке за счет устранения влияния на результаты измерения колебаний величины и скорости движения потока материала. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике автоматизации измерений и может быть использовано при анализе взвешенных частиц произвольной формы. Согласно способу производят освещение потока частиц световым пучком и регистрацию параметров световых сигналов, формируемых частицами при их пролете через выделенную область потока частиц. Световой пучок после прохождения потока с использованием отражающих зеркал разворачивают по отношению к исходному пучку и вновь пропускают через поток, где регистрация изображения частиц при помощи ПЗС матрицы происходит с трех равномерных углов. Полученные изображения частиц передаются на компьютер для цифровой обработки. Для получения окончательного вывода о форме частицы сложного строения происходит сравнение коэффициентов форм для каждой из проекций. Технический результат - автоматизация процесса анализа частиц произвольной формы. 3 ил.

Изобретение относится к способам автоматического контроля крупности частиц в потоке пульпы в процессе измельчения материала и может быть использовано в области обогащения руд полезных ископаемых, а также в горно-металлургической, строительной и других областях промышленности. Способ автоматического контроля крупности частиц в потоке пульпы включает периодическое ощупывание частиц материала микрометрическим щупом с преобразованием величины частиц, зафиксированных механизмом ощупывания, в электрический сигнал, пропорциональный их абсолютному размеру. Причем осуществляют программное управление приводом механизма ощупывания для обеспечения стабилизации длительности цикла возвратно-поступательного движения механизма ощупывания и синхронизации положения микрометрического щупа в момент измерения с циклом опроса вычислительным устройством величины электрического сигнала. При этом ощупывание частиц материала осуществляют мультиэлементным микрометрическим щупом, содержащим "n" независимых чувствительных элементов, обеспечивающих одновременное ощупывание "n" частиц и преобразование измеренных величин частиц в "n" электрических сигналов, пропорциональных их абсолютным размерам. Техническим результатом является повышение надежности и точности измерений гранулометрического состава материала в потоке пульпы за счет устранения влияния на результаты измерений колебаний параметров питающей сети и ускорения процесса измерений. 3 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для определения локальной величины зерна минерала для минерала ценного материала в породе месторождения или залежи, причем порода включает в себя по меньшей мере один другой минерал, и при этом минерал ценного материала имеет более высокую плотность, чем по меньшей мере один другой минерал. Способ характеризуется следующими этапами: выполнение процесса бурения посредством буровой установки в породе, при этом создается буровая мелочь, образование аэрозоля, включающего в себя буровую мелочь и газовый поток, перенос аэрозоля от буровой установки к по меньшей мере одному воздушному сепаратору, выполнение классификации в потоке, причем образуются по меньшей мере две фракции, включающие в себя частицы соответствующей равнопадаемости буровой мелочи, и определение свойства по меньшей мере одной из фракций, которая применяется как мера для локальной величины зерна минерала для минерала ценного материала в породе. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области техники, а именно автоматизации измерений при анализе взвешенных наночастиц в газах. Для этого используют устройство для определения спектра размеров взвешенных наночастиц в газах, содержащее размещенные по ходу анализируемого потока газа входное сопло с каналами подачи; диффузионные батареи сетчатого типа для пропускания аэрозольных частиц определенного размера; укрупняющее устройство конденсаторного роста; счетный объем; вакуумный насос; температурные датчики, нагреватель, охладитель и микроконтроллер для управления процессами нагревания и охлаждения в укрупняющем устройстве конденсаторного роста; оптическую систему, включающую импульсный источник излучения, осветитель и объективы для фокусировки оптического излучения в области счетного объема потока частиц и формирования изображений на матрице ПЗС; аналогово-цифровой преобразователь и ЭВМ для управления микроконтроллером термостатирования, ваккумным насосом и обработки шести изображений укрупненных частиц для анализа спектра их размеров. Устройство позволяет проводить обработку на ЭВМ одновременно шести изображений укрупненных частиц, характеризующих разные размерные диапазоны наночастиц. Изобретение позволяет уменьшить время измерений и повысить их точность. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим методам измерения параметров несферических дисперсных частиц, взвешенных в жидкости. Способ заключается в измерении зависимостей интенсивности рассеянного излучения от времени при нескольких положениях поляризационного анализатора, промежуточных между положением, в котором пропускается излучение с линейной поляризацией, совпадающей с поляризацией возбуждающего излучения (VV), и положением, в котором пропускается излучение с поляризацией, перпендикулярной поляризации возбуждающего излучения (VH). Изобретение позволяет уйти от необходимости измерения очень слабых оптических сигналов, характерных для интенсивности рассеянного излучения при поляризации VH. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерения характеристик аэрозольных частиц оптическими методами. Способ заключается в измерении ослабления оптического излучения в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Максимальный размер и концентрацию аэрозольных частиц определяют по формулам,, где Dmax - максимальный диаметр частиц, мкм; Cm - массовая концентрация частиц, кгм3; ρ - плотность материала частиц, кгм3; l - оптическая длина пути, м; λ∗, - координаты точки выхода на асимптоту функции, мкм; τ - измеренная спектральная оптическая плотность; α* - зависимость от длины волны значения параметра дифракции ανπDλ, соответствующего абсциссе точки начала отклонения функции Q от функции Qp; Q - фактор эффективности ослабления, рассчитанный по точным формулам теории Ми для заданных зависимостей показателя преломления n и показателя поглощения æ материала аэрозольных частиц; - фактор эффективности ослабления для релеевского рассеяния. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик субмикронных частиц. 4 ил.

Наверх