Способ голографического анализа взвешенных частиц

Изобретение относится области, связанной с анализом взвешенных частиц. При реализации заявленного способа происходит освещение потока частиц пучком когерентного излучения, который разделяется на два пучка опорный и объектный и регистрации голограммы изображений частиц, по которым и судят о размерах последних. Причем объектный световой пучок после прохождения потока частиц разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток частиц, при этом развернутый объектный пучок оптически сопрягают с исходным объектным пучком в некоторой области потока и регистрируют матрицей ПЗС в развернутом пучке интерференционную картину объектного и опорного пучков. В этом случае каждая частица фактически освещается двумя перпендикулярными пучками, а ее голографическое изображение в каждом из пучков несет более полную и точную информацию о проекции частицы на плоскость, перпендикулярную оси соответствующего пучка. Технический результат - автоматизация объективной регистрации формы частиц и их ориентации в пространстве в процессе движения дисперсного потока во всем размерном диапазоне размеров и форм, а также повышении точности измерений для частиц сложной конфигурации. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике автоматизации измерений и может использоваться в электронной промышленности, медицине, биологии, экологии, химической промышленности, порошковой металлургии и других областях науки и техники, связанных с анализом взвешенных частиц.

Известен способ анализа взвешенных частиц (А.с. SU 1278628, G01N 15/02, 23.12.1986), включающий освещение потока частиц и регистрацию амплитуд импульсов рассеянного частицами света, по которым и судят о размерах частиц.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не предоставляет информацию о форме частиц, поскольку определяется не геометрический, а так называемый сферооптический размер (данной частице ставят в соответствие размер сферы, дающей такую же амплитуду импульса рассеянного света).

Известен способ анализа взвешенных частиц (А.с. SU 1032370, G01N 15/02, 30.07.1983), включающий освещение потока частиц плоскими полосами света, разделенными полосами тени различной ширины, и регистрацию количества импульсов рассеянного каждой частицей света, по которым и судят о размерах частиц.

Недостаток этого способа состоит в том, что размер частиц (хотя и геометрический) определяется лишь в одном направлении, перпендикулярном направлению полос, т.е. данный способ также не дает информацию о форме частиц.

Известен способ анализа взвешенных частиц (Беляев С.П., Никифорова Н.К., Смирнов В.В. и др. "Оптико-электронные методы изучения аэрозолей". М: Энергоиздат, 1981, с.126-130), включающий освещение потока частиц световым пучком и регистрацию изображений частиц, по которым и судят о размерах последних.

Недостаток данного способа состоит в том, что размеры частиц определяются лишь в одной плоскости проекции, кроме того, для ограничения счетного объема вдоль оси светового пучка приходится формировать этот пучок с заданной степенью когерентности и достаточно сложным образом дополнительно обрабатывать изображения, т.е. реализация способа весьма непроста.

Известен способ определения размеров аэрозольных частиц (патент RU 2098794, G01N 15/02 от 10.12.1997), заключающийся в том, что аэрозольные частицы облучают пучком монохроматического излучения, регистрируют величины потоков рассеянного вперед этого излучения, определяют апертурный угол θ фотоприемника, при котором поток монохроматического излучения, рассеянный в конусе с апертурным углом θ, составляет половину всего рассеянного потока излучения и находят размеры аэрозольных частиц.

Основным недостатком этого способа является повышенная трудоемкость определения размеров аэрозольных частиц, связанная с необходимостью проведения нескольких замеров, без автоматизации обработки результатов измерения, причем при реализации способа необходимо знать величину показателя преломления среды суспензии, который меняется при изменении среды, состоящей из полидисперсных частиц.

Известен способ исследования микрообъектов (Пат. RU 2154815, G01IN 15/02 от 20.05.1998), который состоит в том, что исследуемые микрообъекты облучают пучком излучения, максимальный линейный размер объема когерентности которого в зоне облучения микрообъектов не превышает 30% от среднего расстояния между частицами в пространстве. С помощью оптической системы формируют изображения исследуемых микрообъектов и после считывания измеряют их геометрические параметры на уровне сигнала, зависящем от когерентности освещения и апертурного угла оптической системы формирования изображения. Анализ микрообъектов производят автоматически с помощью ЭВМ, для этого в процессе сканирования изображения микрообъектов заносят в память ЭВМ и измеряют их параметры, после чего изображения микрообъектов выводят на экран дисплея, группируя все изображения в одном или нескольких кадрах, затем визуально оценивают результаты автоматического анализа и выявляют дополнительные свойства микрообъектов, определение которых не предусмотрено программой ЭВМ.

Основным недостатком этого способа является повышенная трудоемкость определения размеров аэрозольных частиц, а также то, что размеры частиц определяются лишь в одной плоскости проекции.

Известно устройство анализа изображений частиц (Пат. US 2007/0273878 A1, G01N 21/00 от 15.05.2007 и JP 2006-118899 А, G01N 15/02 от 11.05.2006), содержащее: осветительный блок, блок для захвата изображения и блок обработки изображения. Работа устройства заключается в освещении частиц, захвате полученного изображения и обработке полученных изображений с помощью порогового устройства для анализа извлеченных частиц и получения их морфологических особенностей.

Недостаток данного способа состоит в том, что размеры частиц определяются лишь в одной плоскости проекции, что не дает возможность точно определять форму частиц.

Известен голографический способ определения показателя преломления частиц дисперсных сред (Пат. RU 2124194 С1, G01N 21/45 от 27.12.1998), в котором для измерения показателя преломления частицы освещают исследуемую среду когерентным излучением, при помощи оптической системы строят ее действительное изображение вблизи фотоматериала, регистрируют голограмму этого изображения, восстанавливают голограмму и при помощи плавной перефокусировки увеличивающей оптической системы достоверно обнаруживают в восстановленном голографическом изображении дисперсную частицу и точку фокусировки преломленного частицей излучения, измеряют продольные координаты центрального сечения частицы и точки фокусировки преломленного ею излучения, а также измеряют размер частицы. По измеренным величинам определяют показатель преломления частицы дисперсной среды.

Недостаток данного способа состоит в повышенной трудоемкости определения показателя преломления частиц, связанную с необходимостью использования фотоматериала, т.е в отсутствии возможности автоматизации измерения.

Известен способ и устройство для цифрового голографического измерения (Пат. JP 2007263864 A, G01N 21/47 от 10.11.2007), в котором лазерное излучение проходит через пространственные фильтры и объективы, направляется в область инжектора распыления аэрозольного вещества, рассеяние и интерференция которого фиксируется видеокамерой как цифровой файл голограммы, который обрабатывается компьютером.

Недостаток данного способа состоит в том, что в данном изобретении невозможно получить полную информацию о форме частиц при их сложном строении, так как регистрация изображения происходит только в одной плоскости проекции.

Известен способ и устройство для одновременного измерения положения, размеров и комплексного показателя преломления частиц (Пат. CN 102003936, G01N 21/45 от 06.04.2011), который включает разделение когерентного лазерного луча на два после пространственной фильтрации и расширение пучка в коллиматоре, направление одного луча в область регистрации потока частиц, а другого луча для использования в качестве эталона, смешивание рассеянного частицами луча и второго луча так, чтобы образовать голограмму, сохранение голограммы в компьютере с помощью цифровой камеры и в устройства обработки изображений, получение серии восстановленных изображений обнаруженных частиц с использованием цифровой технологии реконструкции, и определение параметров частиц за счет использования цифровой обработки полученных изображений.

Недостаток данного способа состоит в том, что размеры и форма частиц определяются лишь в одной плоскости проекции.

Известно устройство для определения дисперсного состава капель струи распыленной жидкости (Пат. RU 2433872 C1, В05В 12/08 от 20.11.2011), в котором с помощью осевой схемы регистрации осуществляется голографическая регистрация капель распыляемого топлива при работе форсунки дизельного двигателя. Скоростная видеокамера фиксирует получаемые изображения и далее они обрабатываются программой в персональном компьютере для выдачи информации о размерах капель жидкости.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не позволяет получать изображения о форме частиц в разных плоскостях проекций, т.е. не дает точную информацию о форме в случае не шарообразных частиц.

Известен способ определения дисперсного состава аэрозольных частиц в выхлопных газах (Пат. RU 2436068, G01N 15/02 от 10.12.2011), при котором пучок оптического излучения пропускают через область аэрозольных частиц, облучают эту область этим пучком оптического излучения, формируют изображение на экране из потоков рассеянного и прошедшего через область аэрозольных частиц оптического излучения и судят о дисперсном составе аэрозольных частиц. В качестве пучка оптического излучения используют лазерный луч, размеры которого увеличивают путем пропускания через образованный двумя линзами коллиматор, обрезают полученный лазерный луч по размеру цифровой матрицы видеокамеры посредством диафрагмы и после облучения области аэрозольных частиц этим лазерным лучом полученный поток рассеянного аэрозольными частицами лазерного излучения направляют на цифровую матрицу скоростной видеокамеры и формируют изображение на экране цифровой матрицы из потока прошедшего через область аэрозольных частиц оптического излучения для регистрации голограммы микрочастиц, причем перед облучением области аэрозольных частиц лазерным лучом последний направляют на цифровую матрицу скоростной видеокамеры и формируют изображение на экране из потока оптического излучения для регистрации голограммы без микрочастиц, а о дисперсном составе аэрозольных частиц судят после перевода полученной голограммы микрочастиц и голограммы без микрочастиц в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя путем вычитания картины голограммы без микрочастиц из картины голограммы микрочастиц и вычитания из полученной при этом картины постоянной засветки цифровой матрицы скоростной видеокамеры.

Недостаток данного способа состоит в том, что данным способом невозможно получить полную информацию о форме частиц при сложном строении частиц, так как регистрация изображения происходит в одной плоскости проекции.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ анализа взвешенных частиц (Пат. RU 2054652 C1, G01N 15/02 от 20.02.1996), который состоит в том, что поток частиц освещают световым пучком и регистрируют изображение частиц, по которым и судят о размерах частиц. Световой пучок после прохождения потока разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток. Развернутый пучок оптически сопрягают с исходным в некоторой области потока, и регистрируют изображения частиц и в развернутом пучке. По полученным изображениям в двух взаимно перпендикулярных плоскостях судят о размерах частиц. Определяют расстояние между изображениями каждой частицы и о размерах судят только по тем изображениям, для которых это расстояние меньше заданного, равного глубине резкости указанных изображений.

Недостатками данного способа являются пониженные точность и достоверность определения дисперсного состава в случаях частиц сложной формы при их хаотической ориентации в потоке.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в автоматизации объективной регистрации формы частиц и их ориентации в пространстве в процессе движения дисперсного потока во всем размерном диапазоне размеров и форм, а также повышении точности измерений для частиц сложной конфигурации.

Этот результат достигается тем, что способ голографического анализа взвешенных частиц состоит в освещении потока частиц пучком когерентного излучения, который разделяется на два пучка опорный и объектный и регистрации голограммы изображений частиц, по которым и судят о размерах последних, причем объектный световой пучок после прохождения потока частиц разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток частиц, при этом развернутый объектный пучок оптически сопрягают с исходным объектным пучком в некоторой области потока и регистрируют матрицей ПЗС в развернутом пучке интерференционную картину объектного и опорного пучков.

В этом случае каждая частица фактически освещается двумя перпендикулярными пучками, а ее голографическое изображение в каждом из пучков несет более полную и точную информацию (чем существующие технические решения) о проекции частицы на плоскость, перпендикулярную оси соответствующего пучка.

На фиг.1 представлена общая схема устройства для реализации способа. На фиг 2. представлен вид изображения голограммы в плоскости регистрации, получаемой при реализации способа.

Устройство содержит источник 1 когерентного света (лазерный излучатель), разделительные призмы 2 и 11, отражательную призму 10 для отражения опорного потока, объектив 3, фокусирующий объектный пучок в некоторую область 6 потока частиц (направление потока перпендикулярно плоскости чертежа). На пути указанного светового пучка последовательно расположены объектив 8, зеркала 9, 4 объектного потока и объектив 5. При этом зеркала 9 и 4 установлены так, что ось объектного светового пучка на выходе объектива 5 перпендикулярна оси пучка на выходе объектива 3. Объективы 8 и 5 установлены так, что передний фокус объектива 8 совпадает с задним фокусом объектива 5 в некоторой точке 14. Объектив 7, соосный с объективом 5, оптически сопрягает указанный выше общий фокус в некоторой точке 14 объективов 8 и 5 с некоторой точкой в плоскости регистрации 14′ (фиг.2) матрицы ПЗС цифровой видеокамеры 12, подключенной к персональному компьютеру 13.

Работает устройство по предлагаемому способу следующим образом.

Поток частиц (область 6) освещают когерентным лазерным объектным пучком, формируемым источником 1, разделительной призмой 2 и объективом 3. После прохождения потока частиц (область 6) этот объектный пучок системой объективов 8, 5 и зеркал 9, 4 разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток частиц (область 6). Указанная система разворота пучка строит в области 6 действительное изображение частицы, причем это изображение соответствует проекции частицы на плоскость, перпендикулярную плоскости объективов 3 и 8, поскольку при построении этого изображения частица освещается объектным пучком от объектива 3. Полученные два изображения в области 6 объективом 7 переносятся в плоскость регистрации. Проходя через светоделительное зеркало 11 данный объектный пучок, несущий информацию о двух изображениях частицы в перпендикулярных плоскостях проекции интерферирует с опорным пучком, который через отражательную призму 10 также поступает в разделительную призму 11. Таким образом, цифровой видеокамерой 12 регистрируется голографическое изображение частицы как в прямом, так и в развернутом пучках.

Если частица находится точно в общем фокусе объективов 8, 5, то два изображения наложатся друг на друга. Этого можно избежать, если несколько разнести указанные фокусы в направлении потока частиц (на величину, превосходящую максимальный размер частицы).

Таким образом, в плоскости матрицы ПЗС цифровой видеокамеры 12 (в плоскости регистрации) формируются два голографических изображения каждой частицы, соответствующие ее проекциям на две взаимно перпендикулярные плоскости, что значительно повышает информативность данных для оценки формы несферических частиц.

Определение размеров частиц по их голографическим изображениям (цифровая голография и анализ голографических изображений) является известной задачей расчетного характера.

Численное восстановление записанной цифровым способом голограммы производится в соответствии со скалярной теорией дифракции в приближении Френеля для интеграла дифракции Рэлея-Зоммерфельда. Восстановленное дифрагированное поле в плоскости изображения (ξ, η) на расстоянии d от плоскости голограммы может быть представлено в параксиальном приближении следующим образом:

где R(x, y) - комплексная амплитуда опорной волны,

I(x, y) - распределение интенсивности в плоскости записи голограммы (x, y):

I(x,y)=|O(x,y)+R(x,y)|2,

где O(x, y) комплексная амплитуда объектной волны.

Уравнение (1) служит отправной точкой для численного восстановления изображения в цифровой голографии в параксиальном приближении.

Причем применение цифрового распознавания голографических изображений частиц позволяет хранить в ЭВМ массивы данных о размерах и формах частиц.

Таким образом, рассмотренный способ, в отличие от известных способов, позволяет получить в плоскости регистрации два голографических, соответствующие ее проекциям на взаимно перпендикулярные плоскости, что существенно повышает информативность измерений по сравнению с существующими способами и устройствами.

Способ голографического анализа взвешенных частиц, включающий освещение потока частиц световым пучком и регистрации изображения частиц, по которым и судят о размерах последних, причем световой пучок после прохождения потока частиц разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток частиц, при этом развернутый пучок оптически сопрягают с исходным в некоторой области, отличающийся тем, что световой пучок является когерентным и он предварительно разделяется на опорный и объектный, при этом опорный направляется сразу на матрицу ПЗС, а объектный направляется через поток частиц по описанному выше пути также на матрицу ПЗС, на которой регистрируется в развернутом световом пучке интерференционное изображение объектного и опорного световых пучков, соответствующих проекциям частицы на взаимно перпендикулярные плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. Способ определения геометрических размеров частиц окомкованного и/или гранулированного материала в насыпном слое заключается в том, что формируют видимую область каждой частицы, путем выделения ее на растре видеоизображения от соответствующего ей максимума интенсивности отраженного излучения до ближайших к нему минимумов.

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 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.

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.

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 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.

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.

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.

Изобретение может быть использовано для определения замеров параметров отработавших газов (ОГ) ДВС. Способ заключается в отборе газов в пробоотборник и последующем анализе материала пробы.

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.

Изобретение относится к области техники автоматизации измерений, при анализе взвешенных наночастиц. Способ определения спектра размеров взвешенных наночастиц состоит в пропускании газа (смеси газов), содержащего анализируемые частицы, через диффузионные батареи сетчатого типа и введении их в перенасыщенные пары низколетучего укрупняющего вещества. Затем осуществляют освещение потока частиц световым пучком и регистрацию параметров световых сигналов, формируемых укрупненными частицами при их пролете через выделенную область потока. Для повышения точности определения спектра размеров основной поток разделяется на шесть параллельных потоков. При этом пять пропускаются через пять диффузионных батарей с различным проскоком, а один - напрямую. Далее эти потоки проходят через шесть устройств конденсационного роста и затем поступают в поле зрения матрицы ПЗС и полученные шесть областей изображений укрупненных потоков частиц передаются в ЭВМ для анализа их спектра размеров. Способ в отличие от известных позволяет проводить обработку на ЭВМ одновременно шести изображений укрупненных частиц, характеризующих разные размерные диапазоны наночастиц. Техническим результатом является снижение времени измерений и повышение их точности. 1 ил.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно - к способам определения характеристик загрязнения атмосферы, и может использоваться, например, для измерения размеров частиц атмосферного аэрозоля. Поляризованное излучение направляют на область, не пропускающую направленное поляризованное излучение, фокусируют излучение в счетном объеме, находящемся перед этой областью, измеряют излучение за этой областью, пропускающей излучение, рассеянное в счетном объеме, и определяют размер частицы дисперсной среды в счетном объеме по измеренному излучению. Изобретение обеспечивает повышение точности определения за счет более полного исключения влияющих факторов. 1 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых технологий и более конкретно к способу мультиспектральной визуализации для измерения критического размера (КР) наноструктурированных объектов и к устройству, в котором осуществляется данный способ. В способе согласно изобретению получают эталонные распределения интенсивности в нескольких спектральных интервалах при различных положениях образца вдоль оптической оси, формируют библиотеку эталонных матриц; позиционируют исследуемый образец, освещают образец светом с широким частотным спектром, соответствующим видимому диапазону длин волн, собирают рассеянный образцом свет; получают распределения интенсивности рассеянного света для нескольких спектральных интервалов при различных положениях образца вдоль оптической оси, формируют матрицу распределений интенсивности для исследуемого образца и получают информацию о величине КР путем сравнения полученной матрицы распределений интенсивности с библиотекой эталонных матриц. Устройство содержит источник оптического излучения, освещающую оптическую систему, собирающую оптическую систему, блок спектральной селекции, детектор изображения, устройство позиционирования образца и вычислительный блок. Изобретение обеспечивает более эффективное и точное определение критического размера при существенно меньших затратах. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области исследования многофазных потоков, в частности к технике определения параметров твердой, жидкой и газообразной фаз потока оптическими средствами, и может быть использовано для определения концентрации и массовой плотности дисперсной фазы в пространстве, а также оценивать распределение частиц дисперсной фазы по размерам и ослабление света в мутной среде. Оптическая система линз и диафрагмы создает лазерную плоскость постоянной ширины в исследуемой области. По интенсивности рассеянного частицами излучения в этой плоскости определяют концентрацию дисперсной фазы. Согласно способу получают пространственное распределение концентрации дисперсной фазы при существенном количестве частиц или капель в аэрозольном потоке при осесимметричном течении. Переход от относительных единиц измерения полей числовой концентрации дисперсной фазы к абсолютным значениям осуществляется путем калибровки системы. Калибровка заключается в сопоставлении интенсивности рассеянного дисперсной фазой излучения с измеренным значением числовой концентрации дисперсной фазы весовым методом. 2 н.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.

Предложенный способ позволяет измерять распределение по фракциям и концентрации твердых и жидких частиц аэрозоля в интервале размеров частиц: от 0,8 мкм до 2 мкм, от 2 мкм до 5 мкм, от 5 мкм до 10 мкм и более 10 мкм при помощи полупроводниковых кондуктометрических сенсоров по изменению проводимости. При применении заявляемого способа измерения концентрации частиц аэрозоля в реальном времени и устройства для его осуществления, состоящего из забора пробы из окружающей среды, распределения по дисперсности исследуемого потока аэрозоля по соответствующим камерам и измерения концентрации аэрозоля в каждой камере, измерения проводятся полупроводниковыми кондуктометрическими сенсорами по изменению их проводимости после предварительного прогрева, для чего проводится предварительная калибровка сенсоров по их проводимости на атмосферном воздухе и на воздухе, содержащем аэрозоль с известной концентрацией и дисперсностью, которая принимается постоянной вплоть до окончания измерений, причем калибровка осуществляется для каждого сенсора, далее с учетом калибровки значения проводимостей по заданному алгоритму пересчитываются в концентрации. Техническим результатом является снижение стоимости измерения и потребления энергии, а в части устройства - уменьшение его массогабаритных характеристик. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств сталей и сварных соединений и может применяться в различных отраслях промышленности. Сущность: по окончании процесса воздействия на образец ударным изгибом предварительно готовят микрошлиф образца. С помощью оптического микроскопа формируют изображение микроструктуры участка разрушения, по которому определяют величину пакетов бейнитной структуры, и находят параметрические характеристики вязкого и хрупкого разрушения по следующим зависимостям: dя=0,1 dб dфтс=0,6-0,8 dб, для трубных сталей класса прочности до К60, dфтс=0,4-0,6 dб, для трубных сталей класса прочности свыше К60 включительно, где: dя - средний размер ямки в участке вязкого разрушения (мкм), dфтc - средний размер фасетки транскристаллитного скола в участке хрупкого разрушения (мкм), dб - средний размер пакета бейнита (мкм). Технический результат: сокращение времени исследования и упрощение процесса оценки искомых характеристик. 18 ил.

Изобретение относится к исследованию аэрозолей жидкостей различной вязкости и предназначено для определения дисперсных характеристик аэрозоля в широком диапазоне размеров частиц, в том числе нанометров. Измеряют размер реальной капли, движущейся в потоке воздуха. При этом происходит распыление жидкости в воздушной среде, а поток аэрозоля направляется в фокальную плоскость объектива микроскопа, подсвеченную излучением лазера. Подсвеченные лазером капли регистрируются видеосистемой микроскопа в виде отдельных треков, где ширина трека - суть размер капли, а его длина пропорциональна длительности экспозиции и скорости движения капли. Размер капель оценивается по ширине треков с учетом изображения мерной линейки, сделанного при том же увеличении, что и фото треков капель аэрозоля. Капли, подсвеченные лазером, на видеоизображении дают треки, ширина которых равна диаметру капель, а длина пропорциональна времени экспозиции. Изобретение обеспечивает упрощение процесса и увеличение точности измерения размеров отдельных частиц. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля состояния атмосферного воздуха и может быть использовано для мониторинга загрязнения окружающей среды, а также для контроля аварийных выбросов. Устройство для измерения количества принудительно осаждаемых частиц аэрозоля в точке торможения потока содержит отборник аэрозоля, ускоряющий канал, на выходе которого в измерительной камере установлен сенсор с рабочей поверхностью, подключенный к блоку обработки информации, а измерительная камера соединена с отборником воздуха. При этом измерительная камера снабжена планкой для торможения потока частиц, а сенсор снабжен концентратором, выполненным в виде конического отверстия в планке, расположенной перпендикулярно потоку, и выполнен из полупроводника, меняющего свои резистивные свойства пропорционально количеству осаждаемого аэрозоля. Техническим результатом является повышение точности измерений концентрации аэрозоля в режиме реального времени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области оптических методов измерения физико-химических характеристик аэрозольных сред и может быть использовано при разработке лидарных комплексов для дистанционного контроля дисперсного состава аэрозольных облаков стойких токсичных химикатов (ТХ) при возникновении запроектных аварий в местах хранения и уничтожения химического оружия (УХО) и на других химически опасных объектах. В способе проводится зондирование полидисперсного аэрозольного облака ТХ многочастотным лазерным излучением ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов спектра и регистрируются интенсивности сигналов обратного упругого аэрозольного рассеяния. В процессе хранения ТХ осуществляется контроль их оптических констант (коэффициента преломления и показателя поглощения). По результатам спектральных измерений создается база данных характеристик аэрозольного рассеяния ТХ на основе многопараметрических рядов, включающих относительные характеристики обратного аэрозольного рассеяния с использованием инструментально измеренных значений мнимой и действительной частей комплексного показателя преломления ТХ, а также медианного диаметра и дисперсии распределения логарифмически нормального закона распределения аэрозоля ТХ по дисперсному составу. При этом контроль дисперсного состава аэрозолей ТХ осуществляют в рамках теории распознавания образов по минимальному значению меры близости сигналов аэрозольного рассеяния, полученных в эксперименте с помощью дистанционного средства, и данных многопараметрических рядов в составе базы данных средства локации. Изобретение обеспечивает дистанционный контроль размеров тонкодисперсных аэрозолей стойких ТХ с логарифмически нормальным законом распределения частиц по дисперсному составу для оценки масштабов и последствий аварийных выбросов ТХ на объектах УХО. 3 табл.

Изобретение относится к технике измерений, может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла. Устройство анализа загрязненности моторного масла двигателя внутреннего сгорания дисперсными частицами включает кювету с чистым маслом, измерительный канал анализа угарных частиц, расположенный на высоте минимального уровня масла в картере, и измерительный канал анализа металлических частиц, расположенный внизу масляного поддона картера двигателя. Также устройство включает лазер в качестве источника зондирующего излучения, три смотровых окна, три светоделителя (полупрозрачных зеркала), световую ловушку, три объектива, датчик температуры и три ультразвуковых излучателя каналов анализа угарных, металлических частиц. Кроме того, устройство также включает эталонный канал, усилитель, четыре аналого-цифровых преобразователя, цифроаналоговый преобразователь, генератор ультразвуковых колебаний, коммутатор, электронно-вычислительную машину. Также устройство дополнительно содержит три ПЗС-матрицы и три DSP-процессора. Техническим результатом является повышение точности измерения параметров угарных и металлических частиц, а также повышение информативности данных для оценки концентрации, размера и формы взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц, находящихся в масле, в частности дает возможность контролировать качество работы двигателя, оставшийся ресурс работы масла до его замены. 1 ил.

Изобретение относится области, связанной с анализом взвешенных частиц. При реализации заявленного способа происходит освещение потока частиц пучком когерентного излучения, который разделяется на два пучка опорный и объектный и регистрации голограммы изображений частиц, по которым и судят о размерах последних. Причем объектный световой пучок после прохождения потока частиц разворачивают перпендикулярно исходному пучку и вновь пропускают через поток частиц, при этом развернутый объектный пучок оптически сопрягают с исходным объектным пучком в некоторой области потока и регистрируют матрицей ПЗС в развернутом пучке интерференционную картину объектного и опорного пучков. В этом случае каждая частица фактически освещается двумя перпендикулярными пучками, а ее голографическое изображение в каждом из пучков несет более полную и точную информацию о проекции частицы на плоскость, перпендикулярную оси соответствующего пучка. Технический результат - автоматизация объективной регистрации формы частиц и их ориентации в пространстве в процессе движения дисперсного потока во всем размерном диапазоне размеров и форм, а также повышении точности измерений для частиц сложной конфигурации. 2 ил.

Наверх