Способ дисперсионного анализа частиц

 

СПОСОБ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ЧАСТИЦ путем облучения анализируемых частиц электромагнитнымизлучением и регистрации изображения частиц, отличающийся тем, что, с целые повышения точности и ускорения процесса анализа частиц в объеме, последние облучают частично-когерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7 и измеряют внутренний и внешний диаметры дифракционного кольца изображения частицы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G 01 N 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2128311/25 (22) 22.04.75 (46) 30.07.8б.Бюл. 0 28 (71) Институт экспериментальной метеорологии (72) В.В.Смирнов и Г.Ф. Яскевич (53) 539.218.8(088.8) .(54)(57) СПОСОБ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ЧАСТИЦ путем облучения анализируемых частиц электромагнитным излучением и регистрации изображения частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса анализа частиц в объеме, последние облучают частично-когерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7 и измеряют внутренний и внешний диамет- ры дифракционного кольца изображения частицы.

54

Изобретение относится к технике определения дисперсного состава аэро эолей и может быть использовано в тех областях науки и техники, где требуется анализ микроструктуры распыленных твердых и жидких веществ, например в метеорологии для измерения дисперсного состава гидрометеоров, а также в механике и химии для анализа микроструктуры распыленных жидкостей и порошков.

Известны способы регистрации и измерения различных микрообъектов, находящихся во взвешенном состоянии в газах и жидкости (аэро- и гидрозоли, кровяные тельца и др.) либо распределенных в объеме веществ (поры, треки осколков ядерного деления, дислокации в пленках металлов и др.), основанные на анализе полученных на фоточувствительном материале изображений частиц.

Находящиеся в рабочем объеме оптического прибора частицы освещают, получают "замороженные" изображения отдельных частиц или их совокупности> по которым судят о размерах частиц и их концентрации.

Однако при этом вносится существенная погрешность в измерениях, связанная с неопределенностью глубины счетного объема. Кроме того, таким образом невозможно определятю распределение исследуемых частиц в направлении, перпендикулярном к плоскости наводки. Осуществление же и обработка результатов измерения голографических способов, дающих такую информацию, сопряжены с большой сложностью.

Целью изобретения является повышение точности и ускорение процесса анализа частиц в объеме.

Цель достигается тем, что исследуемые частицы облучают частичнокогерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7, регистрируют из. бражения частиц и измеряют внутренний и внешний диаметры дифракционного кольца изображения частицы.

Операция облучения частиц светом частичной когерентности обеспечивает получение вокруг изображения частицы, находящейся вне плоскости наводки, формирующей изображение оптической системы, только одногв дифракционного кольца, причем шири- . на этого кольца не зависит от размера

5174 а частицы и определяется положением ее в рабочем объеме. Эмпирическая зависимость между шириной кольца и удалением частицы от плоскости наводки служит для определения соответствующего удаления, что позволяет судить о положении частицы в пространстве, а также уточнить ее размер.

Кроме того, знание удалений частиц

1О от плоскОсти наводки позволяет точно определять и регулир вать глубину счетного объема в зависимости от концентрации частиц, регистрируя только частицы с величиной удаления

15 не более заданного.

Способ дисперсионного анализа частиц осуществляется при помощи устройства, содержащего источник электромагнитного излучения (лампу нака2О ливания или импульсную лампу-вспышку), оптические системы формирования счетного объема и пучка излучения, падающего на этот объем, и регистрирующую аппаратуру. Причем оптическая

25 система формирования упомянутого излучения снабжена приспособлением для придания этому пучку степени когерентности, равной 0,5-0,7 (например, светофильтром с полосой

ЗО пропускания,1/4-1/6h, где h — средняя длина волны излучаемого спектра) и системой линз, формирующих плоский фронт пучка. Тот же результат может быть достигнут при помощи системы двух линз, одна из которых форми35 рует изображение источника света в передней фокальной плоскости другой, где размещена диафрагма, диаметр которой таков, что световой пучок в

4 плоскости наводки объектива имеет нужную степень когерентности. Изображения частиц регистрируются при помощи фотоприставки или приемной телевизионной трубки. Обработка по45 лученных изображений частиц может быть автоматизирована.

Работа осуществляется следующим образом. !

Сначала подбирают необходимую

5О степень когерентности и осуществляют градуировку. Для этого подложку с осажденными на ней частицами различных размеров помещают в счетный объем оптической системы и либо пу55 тем изменения расстояния от источника света до плоскости наводки, либо изменяя дЛину когерентности . светового луча при помощи полосых

545174

Техред И.Попович

Корректор Г. Решетина.

Редактор О. Коляда

Заказ 4146/3 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная1 4 фильтров, добиваются такого положения

I когда в плоскости изображения первое дифракционное кольцо вокруг изображения частицы будет иметь яркость выше окружающего фона, а интенсивность последующих колец не будет превышать интенсивности фона. Перемещая подложку с осажденными на ней частицами известного размера в счетном объеме, для каждого ее положе- 10 ния измеряют диаметр изображения и ширину дифракционного кольца у частиц разных размеров. Затем строят зависимость между шириной кольца, а также усредненной величиной поправ- f5 ки на размер изображения и величиной удаления. После этих предварительных операций приступают к основным измерениям. Исследуемые частицы пропускают через освещаемый частично-коге- 20 рентным излучением счетный объем, регистрируют получаемое изображение, измеряют на нем параметры изображений отдельных частиц и по ширине дифракционного кольца определяют величину смещения каждой из них относительно плоскости наводки и корректируют размер.

С помощью указанных выше операций можно определять размер частиц с точностью до 5-7Х во всем рабочем объеме. Если же требуется более высокая точность, то весь диапазон измеряемых размеров разбивают на интервалы и вместо зависимости усредненной величины поправки на размер от удаления частицы от плоскости наводки строят зависимость размера изображения частиц от их удаления для каждого интервала, по которей и определяют поправку на размер.

Для определения координат частиц в пространстве объектив оптической системы снабжают насадкой, предотвращающей попадание частиц в пространство межцу передней поверхностью объектива и плоскостью наводки.