Устройство для подсчета частиц по размерам

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.08.77 (21) 2515695/18-25 (Я1) М.Кл.

G 01 J 1/04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК535.43.

° (088.8) Опубликовано 15.1182. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (72) Авторы

А ЧАСТИЦ ПО РАЗМЕ

Изобретение относится аналитическому приборостроению и может быть использовано для экспрессного автоматического определения количества и размеров частиц, взвешенных в различных дисперсионных средах, в том числе для анализа дисперсного состава частиц примесей, загрязняющих различные масла и топлива, а также для определения их класса чистоты.

Известны фотометрические устройства, предназначенные для подсчета количества частиц и определения их размеров по интенсивности рассеяния или ослабления света, содержащие проточную кювету, осветитель, образующий в кювете освещенную зону регистрации, фотоприемник, дифференцированно воспринимающий излучение, рассеянное частицами при их прохождении через эту зону, формирователь опорных световых сигналов и электрон.ный блок, подключенный к выходу фотоприемника.

Электронный блок в данных устройствах представляет собой однб- или многопороговый амплитудный анализатор, посредством которого осущест.вляется подсчет электрических импульсов по самостоятельным каналам в зависимости от их амплитуды. Амплитуда электрических импульсов пропорциональна размерам частиц, поэтому результаты посчета импульсов могут быть трансформированы в гистограмму распределения частиц по размерам.

Поскольку оптические схемы данных устройств построены по однолучевой схеме, их чувствительность к регистрации импульсов рассеянного частицами излучения может быть подвержена влиянию различных дестабилизирующих факторов, поэтому периодически фактическую чувствительность устройства подстраивают по сигналам, вырабатываемым формирователем опорных световых импульсов. Это позволяет поддерживать чувствительность на первоначальном уровне, устанавливаемом при калибровке, которую! производят по монодисперсным средам с известным размером частиц fl), Однако такие монодисперсные частицы могут быть подобраны- только

25 в узком диапазоне размеров для ограниченного класса дисперсных систем. Калибровка же порогов по полидисперсным средам не позволяет достичь требуемых точностей вслед30 ствие неоднозначности идентификации

974141

30 порога чувствительности устройства частице определенного размера в дан. ной среде. Чем шире кривая распределения частиц по размерам, тем больше погрешность калибровки.

Наиболее близким по техни- 5 ческой сущности к.изобретению является устройство для подсчета частиц по размерам, содержащее проточную кювету, источник излучения, фотоприемник, формирователь опорных 10 световых сигналов и электронный блок, подключенный к выходу фотоприемника.

Частицы исследуемой дисперсной системы при протекании. через 15 освещенную зону кюветы рассеивают световой поток в виде кратковременI ных вспышек света, которые посредством фотоприемника трансформируются в .электрические импульсы. Последние 20 поступают на вход электронного блока, где в зависимости от амплитуды происходит подсчет в соответствующих каналах.

Формирователь опорных сигналов выполнен в виде вращающегося диска с отверстиями, Амплитуда световых импульсов пропорциональна фактической чувствительности устройства. Формирователь включается периодически перед измерениями. При этом регулировкой коэффициента усиления электронного блока добиваются такой пороговой чувствительности, при которой регистрация опорных световых импульсов происходит в заданном счетном канале электронного блока. Это обеспечивает постоянство чувствительности всего устройства. Соответствие . пороговой чувствительности счетных каналов электронного блока частицам определенного размера определяется предварительной калибровкой устройства на монодисперсных поверочных средах, оптические свойства которых тождественны свойствам измеряемой 45 среды. При колиброванных порогах количество импульсов, зарегистрированных в каждом канале, соответст вует количеству протекших через кювету частиц, размеры которых находятся 50 в пределах порогов смежных сигналов.

Совокупность результатов подсчета по всем каналам дает гистограмму распределения частиц измеряемой среды по размерам (2).

Основным недостатком известного устройства является.нодостаточная точность определения размеров подсчитываемых частиц из-за отсутствия дпя широкого класса исследуемых дисперсных систем калибровочных сред со строго монодисперсными частицами.

Цель изобретения — повышение точности определения размеров частиц.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для подсчета частиц по размерам, содержащее проточную кювету, источник излучения, фотопри-, емник, формирователь опорных световых сигналов и электронный блок, подключенный к выходу фотоприемника, введены калибровочный осциллятор, побудитель возвратно-поступательных колебаний, эталонная кювета, причем внутренний канал кюветы заполнен дисперсной средой и перегорожен двумя сетками, симметрично отстоящими от оси источника излучения, при этом между сетками помещена аттестованная по размеру частица известных оптических свойств, а один торец кюветы перекрыт упругой мембраной, находящейся в контакте с побудителем возвратно-поступательных колебаний.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, (вид сверху); на фиг".2— калибровочный осциллятор, разрез

A-A на фиг. 1.

Устройство содержит проточную кювету 1, представляющую светопроницаемую.трубку квадратного сечения, источник излучения 2, образующий на выходе сформированное световое излучение 3, фотоприемник

4, подключенный ко входу электронного блока 5 и калибровочный осциллятор 6. Проточная кювета 1 и ос.; циллятор 6 расположены на станине 7, которая снабжена средством перемещения. При одном крайнем положении станины 7 в точку пересечения осей осветителя 2 и фотоприемника 4 вводится осциллятор 6. В другом край нем положении — проточная кювета 1.

Осциллятор 6 содержит заполненную дисперсионной средой 8 эталонную кювету 9, внутренний канал которой перегорожен двумя отстоящими друг от друга сетками 10 и 11, между которыми расположена аттестованная по размеру частица 12.

Размеры ячеек сеток 10 и 11 должны быть меньше размера частицы 12.

Светопроницаемая трубка с одной стороны торца замкнута, а с другой ее торец перекрыт упругой мембраной

13, находящейся в контакте с бойком

14 побудителя возвратно-поступательного движения 15.

В режиме Калибровка калибровочный осциллятор 6 устанавливается в точке пересечения асей осветителя

2 и фотоприемника 4. Одновременно включается побудитель возвратнопоступательных колебаний 15, колебания которого через мембрану 13 и дисперсионную среду 8 передаются аттестованной по размеру частице

12. В начальный момент времени частица находится на сетке 11. В результате воздействия бойка 14 мембрана прогибается, вытесняя дисперсионную среду вверх. При этом частица пере-;

974141 секает поток светового излучения и задерживается сеткой 10, При обратном ходе бойка мембрана, а вме-. сте с ней и дисперсионная среда с частицей возвращаются в исходное положение. При многократных коле-.. баниях частица рассеивает световыа импульсы, имитирующие сигналы, образующиеся при протекании через кюве ту строго ионодисперсных частиц.

Световые сигналы воспринимаются фотоприемником 4 и трансформируются в пропорциональные-электрические импульсы. Последние в электронном блоке 5 используются в качестве кали бровочных импульсов для автоматической регулировки коэффициента усилие до уровня, при котором данные импульсы начинают регистрироваться в калибруемом счетном канале электронного блока.

После калибровки осуществляется замещение осциллятора проточной кюветой, устройство переводится в режим Измерение . При протекании через проточную кювету измеряемой среды в моменты пересечения частицами потока 3 (зоны регистрации) образуются световые импульсы, каждый из которых пропорционален по амплитуде размеру соответствующей частицы. Световые сигналы после преобразования в фотоприемнике посту пают в электронный блок, в котором происходит их регистрация. При этом в откалиброванном.счетном канале ,электронного блока регистрируются только те частицы измеряемой среды, которые по размерам и оптическим свойствам тождественны аттестованной частице осциллятора.

Данное устройство позволяет значительно повысить точность опредеЛения размеров подсчитанных частиц для широкого .класса дисперсных систем, упростить процесс калибровки.

Формула изобретения

Устройство для подсчета частиц по о размерам, содержащее проточную кювету, источник излучения, фотоприем ник, формирователь опорных световых сигналов и электронный блок, подключенный к выходу фотоприемника, о т15 л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с целью повышения точности определения размеров частиц, в него введены калибровочный осциллятор, побудитель возвратно-поступательных колебаний, 2О эталонная кювета, причем внутренний канал кюветы заполнен дисперсионной средой и перегорджен двумя сетками, симметрично отстоящими от оси источника излучения.,при этом между сет2 ;ками помещена аттестованная по разме ру частица известных оптических свойств, а один торец кюветы перек рыт упругой мембраной, находящейся" в контакте с побудителем возвратяоЗО поступательных- колебаний.

Источники информации, прИнятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtrIA Р 953715,,кл. 356-102, опублик. 1961.

2. Alexander Е. Martens, Errors

in Measurement and Counting of Particles Using Light Scattering, Journal of the Air Pollution Control

Association, Oct., 1968, 18.10, 661 (прототип).

974141

Я-А

Фиг 2

Составитель М. Дедловский

Редактор A. Гулько Техред И.Гайду Корректор И. Ватрушкина

Заказ 8679/55 .Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rfo делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. 1фбектная, 4