Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля



Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля
Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля
Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля
Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля

 


Владельцы патента RU 2618597:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота "Военно-морская академия имени адмирала Флота советского Союза Н.Г. Кузнецова" (RU)

Изобретение относится к области метеорологии. Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля включает направление поляризованного излучения на задерживающую область, перед которой его экранируют. Направленное излучение фокусируют в счетном объеме, находящемся перед экраном, и измеряют излучение за областью, задерживающей направленное поляризованное излучение и пропускающей излучение, рассеянное в счетном объеме. Размер частицы дисперсной среды в счетном объеме определяют по измеренному излучению. Технический результат заключается в повышении точности определения дисперсного состава аэрозоля. 1 ил.

 

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно - к способам определения характеристик аэрозольного загрязнения атмосферы, и может использоваться для измерения размеров частиц атмосферного аэрозоля.

Известен способ оптической спектрометрии аэрозоля [1], при осуществлении которого используется рассеяние света в малых углах.

Этот известный способ обладает ограниченностью по углу рассеяния, поскольку он предполагает введение сравнительно большого экрана. Таким образом, отсутствует возможность выполнения измерений при достаточно малых углах рассеяния.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является известный способ аспирационной оптической спектрометрии дисперсной среды [2], использующийся в счетчике частиц «AERO TRAK 9303», при котором фокусируют излучение лазера в счетном объеме, устраняют излучение лазера, применяя световую ловушку, и осуществляют прием рассеянного света.

В этом известном решении отсутствует возможность выполнения измерений при достаточно малых углах рассеяния.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения дисперсного состава аэрозоля за счет уменьшения углов рассеяния света. Известно, что с уменьшением угла рассеяния уменьшается зависимость результата определения размера аэрозольной частицы от ее свойств. Уменьшение углов рассеяния достигается благодаря использованию эффекта поляризации света, что позволяет использовать световую ловушку (экран) с достаточно малыми угловыми размерами.

В предлагаемом способе используют некоторые существенные признаки прототипа, а именно: в нем осуществляют процесс аспирации; фокусируют излучение лазера в счетном объеме; осуществляют прием рассеянного света.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа является то, что поляризованное излучение направляют на область, задерживающую направленное поляризованное излучение, перед которой его экранируют, фокусируют направленное излучение в счетном объеме, находящемся перед экраном, а измеряют излучение за областью, задерживающей направленное поляризованное излучение и пропускающей излучение, рассеянное в счетном объеме, и определяют размер частицы дисперсной среды в счетном объеме по измеренному излучению.

Указанные существенные отличия позволяют повысить точность за счет исключения засветки, вызванной лазерным излучением.

Физические принципы, на которых основан предлагаемый способ, состоят в том, что лазерное излучение является поляризованным, его можно существенно ослабить перед приемником. Рассеянное излучение содержит как составляющую, которая будет ослаблена перед приемным устройством вместе с лазерным излучением, так и составляющую, которая поступит в приемник без ослабления.

Пример реализации способа.

Сущность изобретения пояснена на фиг. 1.

Для аспирационной оптической спектрометрии дисперсной среды используют прибор типа счетчика частиц «AERO TRAK 9303», в котором в качестве источника излучения используется лазер 1 с системой линз 2. Как и в счетчике частиц «AERO TRAK 9303» лазерное излучение фокусируют в счетном объеме 3. В отличие от счетчика частиц «AERO TRAK 9303» рассеянное излучение принимают, в том числе, под достаточно малым углом, где минимально влияние свойств частицы. Для устранения засветки от лазера между приемником и счетным объемом помещают экран 4 и поляроид 5, которые не пропускают излучение от лазера. Излучение, рассеянное частицей, включает две составляющих:

причем лишь одну из этих составляющих в значительной степени не пропускает поляроид. Таким образом, засветка от лазера существенно уменьшается, а после прохождения системы линз 6 фотодетектором 7 принимается излучение, рассеянное частицей. По принятому излучению судят о размере частицы.

Обоснование существенности признаков. Как следует из описания, каждый из указанных признаков необходим, а вся их неразрывная совокупность достаточна для достижения технического результата - повышения точности измерений за счет более полного исключения влияющих факторов.

Обоснование изобретательского уровня. Заявляемый способ был проанализирован на соответствие критерию «изобретательский уровень». Для этого были исследованы близкие признаки известных решений как в данной, так и в смежных областях техники. Так по источнику [3] был выявлен признак фокусировки излучения в счетном объеме. В этом известном решении [3] до фокусировки часть излучения лазера отводится на дополнительное приемное устройство. Именно благодаря этому достигается технический результат способа [3]. Однако при этом имеет место снижение точности определения размеров частиц, если учесть, что рассеянное излучение составляет незначительную часть от лазерного излучения. В заявляемом же способе данный недостаток исключен.

Таким образом, по мнению заявителя и авторов, предлагаемое техническое решение способа аспирационной оптической спектрометрии дисперсной среды в своей неразрывной совокупности признаков является новым, явным образом не следует из уровня техники и позволяет получить важный технический результат - повышение точности определения размера частицы за счет более полного исключения влияющих факторов.

Источники информации

1 Патент №2321840 Способ определения параметров частиц, взвешенных в жидкости, по спектрам малоуглового рассеяния света и устройство для его осуществления / Левин А.Д. Бюллетень изобретений №10, 2008.

2. Челибанов В., Исаев Л. Приборы для контроля чистых помещений / ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес №7, 2009, с. 48-50 (прототип).

3. Патент №2356028 Устройство для экспресс-анализа промышленной чистоты жидкостей / Бухалов В.А., Лесников Е.В., Стуканов Ф.Ф. Бюллетень изобретений №14, 2009.

Способ аспирационной оптической спектрометрии аэрозоля, при котором фокусируют излучение в счетном объеме, отличающийся тем, что поляризованное излучение направляют на область, задерживающую направленное поляризованное излучение, перед которой его экранируют, фокусируют направленное излучение в счетном объеме, находящемся перед экраном, а измеряют излучение за областью, задерживающей направленное поляризованное излучение и пропускающей излучение, рассеянное в счетном объеме, и определяют размер частицы дисперсной среды в счетном объеме по измеренному излучению.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области аналитической химии редких элементов, а именно к способу определения рения (VII), и может быть использовано при определении рения в сточных водах, бедных производственных растворах, алюмоплатинорениевых и алюморениевых катализаторах, в геологических материалах.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение, в частности, в процессах измерения характеристик аэрозольных частиц в двухфазных средах оптическим методом, в химической технологии, коллоидной химии, в технологии диспергирования жидкости форсунками, при контроле загрязнения окружающей среды и в других отраслях техники.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения оптических свойств наночастиц. Измерения проводят с использованием фотометрического шара.

Изобретение относится к области технической физики и касается способа и устройства для исследования воздушной взрывной волны. В исследуемой среде создают насыщенный пар, близкий к критической точке фазового перехода.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства для оптического сравнения структурированных или неоднородно окрашенных образцов.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно - к способам определения характеристик загрязнения атмосферы, и может использоваться, например, для измерения размеров частиц атмосферного аэрозоля.

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа оценки световозвращающей способности стеклянных микрошариков для горизонтальной дорожной разметки.

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 измерительной технике и касается устройства для определения коэффициента световозвращения стеклянных микрошариков. Устройство содержит источник света, фотоприемник, стеклянные микрошарики и открытую сверху емкость.

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике, и может быть использовано для неинвазивной лазерной нанодиагностики онкологических заболеваний. Для этого проводят исследование биологической жидкости пациента методом лазерной корреляционной спектроскопии, определяют диагностический показатель и диагностируют заболевание по значению диагностического показателя.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для определения диаметра ферромагнитных частиц и объемной доли твердой фазы магнитной жидкости.

Изобретение относится к области метеорологии и касается способа определения дисперсионного состава аэрозоля. При проведении измерений поляризованное излучение разделяют и одну из частей отклоняют и измеряют.

Изобретение относится к области исследования частиц наполнителя в объеме полимерной матрицы с помощью ИК спектроскопии, в частности к методам экспресс-анализа анизометрии полимерных композитов методом Фурье-ИК спектроскопии.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения размеров частиц в аэрозольных облаках, и может быть использовано в целях охраны окружающей среды и маскировочных мероприятий.

Изобретение относится к области исследования частиц с помощью ИК спектроскопии, в частности к методам экспресс-анализа полимерных композитов. В способе определения ориентации анизометричных частиц наполнителя в объеме полимерной матрицы при выполнении условия |nМ-nН|>0, где nМ и nН - показатели преломления матрицы и наполнителя соответственно, производится регистрация ИК спектров пропускания при облучении композитов под разными углами источником ИК излучения.

Изобретение относится к технике измерений, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла. Способ анализа загрязненности моторного масла двигателя внутреннего сгорания дисперсными частицами включает зондирование исследуемой дисперсной среды пучком маломощного лазерного и ультразвукового излучения, регистрацию рассеянного и отраженного дисперсными частицами излучения, эталонный канал с чистым моторным маслом и два канала контроля в исследуемом объеме картера двигателя.

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 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.

Изобретение относится к устройствам контроля состояния атмосферного воздуха и может быть использовано для мониторинга загрязнения окружающей среды, а также для контроля аварийных выбросов.

Изобретение относится к исследованию аэрозолей жидкостей различной вязкости и предназначено для определения дисперсных характеристик аэрозоля в широком диапазоне размеров частиц, в том числе нанометров.

Способ предназначен для автоматического анализа состава пульпы в операциях измельчения и флотации при обогащении полезных ископаемых и может быть использован для контроля состава гетерофазных потоков в химии и металлургии. Осуществляют отбор из потока пульпы и подсушивание до заданной стабильной влажности пробы твердой фазы пульпы на фильтрующей поверхности под воздействием перепада давления, создаваемого путем подведения вакуума. Осажденную на фильтрующей поверхности пробу твердой фазы механически перемещают к анализатору состава и проводят рентгенофлюоресцентный анализ элементного состава пробы твердой фазы пульпы. Дополнительно визиометрическим анализом цветовых характеристик анализируется минеральный состав пробы. Дополнительно проводится анализ ионного состава жидкой фазы пульпы. Устройство для осуществления способа включает пробоотборное приспособление в виде полой емкости с перфорированной фильтрующей поверхностью и полого штока, комбинированный вакуумно-нагнетательный насос, сообщенный через ресивер и золотник с полым штоком, цилиндр с серво- или пневмоприводом для возвратно-поступательного перемещения пробоотборного приспособления. Дополнительно устройство оснащено визиометрическим анализатором цветовых характеристик пробы и потенциометрическим датчиком рН жидкой фазы пульпы. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения вещественного состава пробы, сокращение времени анализа, уменьшение продолжительности профилактических работ, а также расширение функциональных возможностей за счет анализа минерального состава твердой фазы пробы и ионного состава жидкой фазы. 2 н. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Наверх