Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и концентрации аэрозольных частиц

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2

„„SU, 873762

Р1)С <: 01 1 15!0"ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ %HT СССР оп сАН Е и оБР ГКНИЯ - : = : ",," -

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ЛЛЯ И311ЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И КОШ(1 .НТРЛЦИИ АЭРОЭОЛЬНЬ!Х ЧАСТИЦ по авт.св.

СССР N - 692353, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, вызванной неоднородностью освещенности, модуляторы выполнены в виде однокоординатных сканаторов, расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц. (61) 692353 (21 ) 2664288/25 (22) 18.09. 78 (46) 07.09.91. Вюл. V- 33 (71) Институт экспериментальной метеорологии (72) С.И.Коломиец (53) 535.241(088.8) Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике и может быть. использовано при контроле за загрязнением окружающей среды.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и концентрации аэрозольных частиц.

Оно содержит осветитель, формирующий два световых пучка, схему прососа частиц и двухканальную фотоэлектрическую приемную систему со схемой совпадений и анализатор импульсов, причем в осветитель введено два модулятор, работающих на различных частотах, приемная система выполнена в. виде схемы, регистрирующей только рассеянное излучение, а в каждый из каналов приемной системы введен фильтр, настроенный на соответствующую часто-ту модуляции..

В этом устройстве за счет введения модуляторов и фильтров удается избавиться от виньетирования приемной системы, поскольку анализироваться будут лишь частицы, пролетающие в области пересечеиия пучков.

Недостатком известного устройства ф является то, что даже при использовании когерентного источника света рабочий объем будет иметь некоторую неоднородность освещенности, связаНную в частности с виньетированием в осветителе, что приводит к погрешностям . в определении размеров и концентра- (" ции частиц. Погрешности эти могут составлять десятки процентов, СИ

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения, вызванной неод нородностью освещенности.

Поставленная цель достигается тем, % что модуляторы выполнены в виде однокоординатных сканаторов, расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана принципиальная схема данного устройства. М

Устройство содержит источник 1 света (оптический квантовый генератор). На пути светового пучка установлены зеркала 2,3 и 4, формирующие два пересекающихся под прямым углом

8737Ьг световых пучка. Далее один из пучков проходит через, сканатор 5 (например, акустооптический дефлектор), . подключенный к генератору 6. Второй пучок проходит через .сканатор 7, подключенный к генератору 8. Объективы 9 и 10 формируют рабочий объем, целиком находящийся в поле зрения приемного обьектива 11. В плоскости, on- 10 тически сопряженный с рабочим объемом, установлен фотоприемник 12 с соответствующей диафрагмой поля зрения.

К фотоприемнику подключены фильтры 13 и 14, настроенные на разные частоты.

К их выходам подключены детекторы 15 и 16. Схема 17 совпадений подключена к выходам детекторов, Анализатор 18 импульсов имеет вход, подключенный к одному из детекторов, например к де- gp тектору 15, и вход, подключенный к выходу схемы 17 совпадений.

Работает устройство следующим образом.

Через рабочий объем пропускают 25 взвешенные аэрозольные частицы (перпендикулярно плоскости чертежа). Сканаторы 5 и 7 обеспечивают сканирование каждого из лучей в плоскости, перпендикулярной направлению движения 30 частиц. При этом, как и в основном изобретении, период сканирования много меньше времени пролета частиц через рабочий объем.

При движении каждой частицы через рабочий объем образуется два цуга световых импульсов. Фотоприемник преобразует эти световые импульсы в электрические, причем один цуг переходит че40 рез фильтр 13, другой через фильтр 14.

Детекторы 15 и 1.6 выделяют огибающие этих цугов, причем одна из огибающих поступает на вход анализатора 18.

С помощью схемы 17 совпадений будут анализироваться лишь те частицы, которые проходят в области пересечения пучков света. Сканаторы 5 и 7 выполняют роль модуляторов интенсивности рассеянного аэрозолями света. Амплитуды цугов импульсов соответствуют средней освещенности рабочего объема, усредненной за время пролета частицы, и причем.чем меньше отношение периода сканирования к времени пролета частиI цы через рабочий объем, тем вьппе средняя однородность освещенности, а независимо от однородности каждого пучка. Таким образом, амплитуды огибающих цуга импульсов в каждом канале приемной системы не будут зависеть от места прохождения частицы через рабочий объем.

В этом случае в каждом пучке зона, имеющая степень однородности освещенности не ниже заданнбй, т.е. свободная от виньетирования, будет.перемещаться в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц, а поскольку период сканирования много меньше времени пролета частиц, то частица пересечет эту зону.

Данное устройство позволяет повысить точность измерений путем уменьшения влияния неоднородности освещенности рабочего объема, возникающей, например, за. счет виньетирования осветителя.

873/62!

Редакто М.Шарганова

ТехреКА, Кравчук

Корректор Л.Патай

Заказ 3722 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета-по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101