Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и концентрации аэрозольных частиц

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеез Свввтснн«

Сециапистнчвснн«

Вес у (и 692353 (6I ) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 23,12.75.(2! ) 2302257/18 25 (54)М. Кл.

4 01К 15Гог с присоединением заявки М(Веуаер«тв««ьй кем«тет

CCCP

«в делам «забрете««« и открыт«й (23) Приоритет

Опубликована 07, 1 1,82. Бюллетень Ют 41 (53) УДК 535. ,241,6 (088.8) Дата опубликования описания 27.12,82

С. М. Коломиеп и Г. И. Щелчков (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт экспериментальной метеорологии (7l ) Заявитель

":РМРЛ= ".з з ((т -..;. (S4) ФОТОЭПЕ (ИЧЕС О CTPOHCTBO AJIR HBMEPEHHHig" (((". (iwрд)

РАЗМЕРОЭ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРбЗОЛЬНЬИ ЧАСТИК

- .— ЗГ;.. 1

Изобретение относится к технике определения размеров и концентрации аэрозольных частиц и может использоваться в геофизике, химической технологии и т. д.

Одно из известных фотоэлектрических: устройств для измерения размеров н концентрации аэрозольных частиц содер-жит источник света, передакяцую иприем-. нуто оптические системы, между кот(ярыми находится область исследуемых частиц, о фотоприемник рассеянного излучении (. 13.

B данном устройстве область исследования вследствие виньетировання имеет размытые границы, что вносит погрешности s измерение paaMepos и концентрации, частиц.

Наиболее близким техническим реше.нием и данному изобретению является фотоэлектрйческое устройство для измерения размеров и концентрации аэрозсап-.,zo ных частиц, содержащее осветитель, - формирукаций два пересекаияцихся световых пучка, трубу для прососа аэрозоля через область пересечения этих пучков, l I

2 фотоэлектрическую двухканальную приемную систему, схему совпадений, подключенную к обеим каналам и анализатор импульсов 12).

8 этом устройстве рабочий объем формируется пересечением под прямым углом двух коллимированных световых пучков, область пересечения которых находится в трубе для прососа аэрозоля.

9дйако, подобное устройство предназнат, чено для исследования частиц достаточно больших размеров и небольших концентраций. При такой конструкции имеется погрешность за счет MHOFoKparRbfx совпа-дений, заключакяцаяся в том, что при одновременном попадании одной частицы в произвольный участок одного пучка (в частности, вне области пересечения обоих пучков), а другой частицы - в произволы ный участок другого пучка, схема совпа деций сраб(,тает, и сигнал будет анализироваться.

Таким образом эта пара частиц будет зарегистрирована как одна частица, находя «. I

З 692З58 .-. щаяся в области пересечения обоих иуч- к схЬме 18 совйадений, работакицей по

- «ов. - - . -- одному иэ входов в активном режиме

Следовательно, для многократных (то есть амплитуда сигнала на выходе совпадений рабочий объем возраста«ег";it - схемь1 совпадений однозначно, например, ! определяется фактически объемом пучков линейно свяэ«айа с амплитудой сигнала на в трубе для прососа аэрозоля, а не объе - одном из входов). Анализатор 19, ъ мом области их пересечения. Эта погреш- импульсов подключен к схеме 18 совпа носгь резко возрастает при умейь«шении деций. рабочего объема. Работает устройство следующим обраБель изобретения - повышения" точнос-1О эом. т«и измерения. При пролете аэрозольной частицы через

Йля этого в известном устройстве один иэ пучков вне рабочего объема (но осветитель снабжен двумя модуляторами в пределах цоля зрения фотоприемника) работающими на различных частотах,,,сигнал пройдет лишь через одйн иэ резЬкаждый "из кОтОрых установлен в ОднОм rg нансншх усилителей 1 4 или 15, Затем иэ светбвьм пучков, и фокусттрующимй" детектор 16 или 17 выделит огибающую устройствами, а приемная система вьптол« . эрго сигнала, и на вход схемы 18 нена в ви? е схемы, регистрирующей совпадений 1тоступит только один импульс. только рассеянное излучение.: . При этом схема совпадений не сработает.

В каждый канал ттриемной системы Таким образом, анализироваться будут . введен фильтр, настроенный на одну иэ лишь импульсы от частиц, попадающих упомянутых частот модуляции. в область пересечения пучков, только в

Сущность изобретения поясняется - этом случае сработает схема совпадений. чертежом. Строго говоря, -остается определенная

Источником света является ОКГ l. У погрешность за счет многократных совпа ".

Йиафрагма 2 квадратной формы вырезает деций в пределах поля зрения приемной из пучка CrN участок с заданной одно- " системы, но эта погрешность значительно родностью интенсивности.. Полупр«ж ч- меньше чеи в прототипе, поскольку поле, -- ное зеркало 8 слух ит для pa5iierrenrirr зрения легко сделать достаточно мальм, " -- жходного пучка на два. Затем каждый иэ и объем пучков в пределах поля зрения

36 двух пучков приходит через один из мооцу- будет значительно меньше, чем объем ляторов 4 и 5, причем один из модуля- пучков в трубе для прососа аэрозоля с торов работает на частоте ц „, а другой -. диаметром больше, чем, nanpmteg 1 мм частоте И,причем периоды этих частот (как указывалось выше, уменьшение много меньше времени пролета частицы размеров трубы приводит к увеличению через рабочий объем. Зеркала 6,7 и ошибок аспирации).

ЗУ линзы 8,9 строят действительное иэобра -, -Изобретение позволяет повысить. точжение диафрагмы 2 -внутри грубы 10 ";" ность измерения размеров и концентрации для прососа аэрозоля, C учетом глубины частиК при малых величинах рабочего резкости область пересечения пучков, объема, какие необходим.ы при больших

40 т. е. рабочий объем, имеет форму, близ- концентрациях аэрозожных частиц (наприкую к форме куба, и заданную однороД; МеР, оценКй Ыоказывают,что при величине

"нъесть освещенности. рабочего объема 10 мм нижний предел

Труба 10 предназначена для прососа размеров частиц составляет 0,1 мкм и, аэрозоля через рабочий объем (перпенди- если задаться- погрешностью примерно кулярно плоскости чертежа). Объектив 10%, го максимальная измеряемая

ll

1 фокусирует рассеянный аэрозолями . концентрация может достигать 10 см . э - 5 свет на фотоприемник 1З. Йиафрагма боля зрения 12 обеспечив«ает«ми«йим«а«л«ь: ное (но содержшцее раоочий объем) по- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ле зрения. K фотоприемнику 13 параллельно йодключейы дм " рббонансйьтх ° 1. Фотоэлектрическое устройство для усилителя 4 и 15, один иэ которых ---." -измерения размеров и концентрации аэронастроен на частоту аи> а второй - зольных частиц, содержащее осветитель, rra частоту си, к усилителям 14 "и 1,. формирующий два пересекающихся световых подключены соответственно детекторы УУ пучка, грубу для прососа аэрозоля через

l6 и 17, вьщелякяцие огибающие сйгна- область пересечения eeet, пучков, фото — лов с несущими частотами ы„и ю . электрическую двухканальную приемную

Выходы детекторов 16 и 17 подкличены систему, схему с«««впадений, подключен

5 692353 6 иув и обоим каналам, и анализатор ной системы введен фильтр, настроенный импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем„на одну из упомянутых частот модуляции. что, с целью повышения точности измере- Источники информации, иия, осветитель снабжен двумя модулятора- принятые во внимание при экспертизе. ми, работающими на различнйх частотах, " s .. .1, Арефьев B. H. и др, Об учете каждый из которых установлен в одном некоторых ошибок фотоэлектрического из световых пучков, и фокусирующими определения концентрации и спектра устройствами, а.приемная система выпол- размеров частицаэрозоля. Труды ИЭМ, иена в виде схемы, регистрируияцей только вып. 20, 1971, с, 115 130, рассеянное излучение. 0 2, Авторское свидетельство СССР

2. Устройство по п. -, о т л и ч а ю - ¹ 153587, кл. Q 01 Н 15/02, щ е е с я тем„что в каждый канал прием- 1968 (прототип).

Составитель В. Белогольский

Редактор Л. Тисьман Техред О. Неце КорректорА. 0зятко

Заказ 10463/3, Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4