Способ оптического гранулометрического анализа сыпучих тел

 

.% 122340

Класс 421, 13о4

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. И. Рыдник

СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

СЫПУЧИХ ТЕЛ И ПРИБОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Заявлено 24 ноября 1953 т. за № 461994/23 в Министерство промышленности строительных материалов СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 17 за 1959 г, Описываемый способ оптического гранулометрического анализа сыпучих тел обеспечивает возможность автоматического подсчета числа частиц определенной фракции.

Это достигается тем, что используют сканирование предметного поля (прибора) несколькими световыми лучами разного сечения.

Для осуществления способа используется прибор, в котором применена дифференциальная фотоэлектрическая схема для счета частиц, соединенная со счетчиками импульса.

Для создания одинаковых условий счета частиц на всем предметном поле прибора в нем применен механизм, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение светового пятна сканирующего луча по предметному полю со смещением его в перпендикулярном направлении, равным диаметру светового пятна при каждом изменении направления движения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема прибора; на фиг. 2— схема растра, образуемого на предметном поле прибора сканирующим лучом.

От сильного источника 1 света через диафрагмпрующее устройство 2 на предметное стекло 3 (предметное поле прибора) с нанесенным на него порошкообразным веществом 4 падают сканирующие световые лучи 5 разного сечения. После прохождения через предметное стекло 3 луч падает на фотоэлектрический приемник б, где возбуждается электрический ток, усиливаемый в усилителе 7. От того же источника 1 света одновременно световые лучи проходят через неподвижную диафрагму 8 и падают на фотоэлектрический приемник 9, ток от которого усиливается тем же усилителем 7. Приемники б и 9 включены по схеме компенсации, так что ток в усилителе 7 появляется лишь тогда, когда

Ме 122340 величины токов от приемников не равны одна другой, Освещенность приемников подбирается так, чтобы при попадании световых лучей на чистый участок предметного стекла 3 ток в усилителе 7 был бы равен нулю. При приведении в движение диафрагмирующего устройства на предметном поле прибора образуется растр, показанный на фиг. 2. Та:кой растр практически может быть получен следующим образом. На двух плотно зачерненных плоских пластинках из прозрачного для света стекла проводятся две прямыс линии строго одинаковой ширины; затем пластинки накладывают одна на другую так, что прямые линии были взаимно-перпендикулярны одна к другой, одна из пластинок закрепляется в механизме, обеспечивающем ее колебание в направлении ,прямой линии, нанесенной на другой пластинке, закрепляемой в механизме. обеспечивающем скачкообразное ее перемещение в направлении прямой линии на первой пластинке. Оба механизма работают синхронно таким образом, что по истечении одного полупериода колебаний одной пластинки происходит скачок другой пластинки; и в течение всего дальнейшего полупериода колебаний вторая пластинка неподвижна.

Скачок второй пластинки по величине равен ширине прямых линий на пластинках. Амплитуда колебаний первой пластинки несколько больше размеров фоточувствительной поверхности приемника, в результате чеФо последний не регистрирует самого скачка. Таким образом, обеспечивается просматривание предметного поля прибора «квадратным» световым пятном от сканирующих лучей. При попадании светового луча на участки, занятые, непрозрачными частицами сыпучего материала, этот луч затемняется и появляется разность -токов фотоприемникоь, и счетчик 10 регистрирует импульс тока в усилителе 7.

Полное затемнение светового луча наступает тогда, когда частица имеет размер в направлении хода луча не менее размера самого луча, что резко указывает нижнюю границу размеров регистрируемых часчиц. Частицы, имеющие размер больше стороны светового пятна, в направлении хода луча засчитываются только один раз, а в направлении, перпендикулярном ходу луча — многократно, так как счетчик 10 не регистрирует длительности импульсов, а только сами импульсы. Растр прямоугольной формы необходим для обеспечения постоянства вероятности засчитывания частиц по всему счетному полю, в то время как, на,пример, при телевизионной развертке вероятность засчитывания (MFIQгократного) частиц не равномерна вдоль всего поля развертки.

Так как ширина прямых. линий, нанесенных на пластинках, может быть точно выдержана даже при весьма малой ширине, порядка микрон (или же ширина отверстий раздвижной диафрагмы), то описываемый метод может быть применен для микроскопических размеров частиц.

Величина счетного поля лимитируется только размерами фоточувствительной поверхности приемника; за весьма малое время может быть произведено определение гранулометрического состава для многих миллионов частиц порошка, что дает достаточно высокую точность определения.

Время производства отсчета определяется инерционностью фотоприемника и счетчика и периодом колебаний диафрагмирующей пластинки; выбирая фотоприемник с малой инерционностью, можно установить частоту колебаний пластинки порядка сотен герц, что дает для одного определения (с одной стороной луча) время порядка секунд, а для всего измерения — время порядка минут.

Описанный способ применим для определения процентного содер.жания порошков с частицами разной дисперсности в смеси в области ,немикроскопических размеров частиц, а также для определения полного числа частиц в предметном поле. jo 122349

Предмет изобретения

1. Способ оптического гранулометрического анализа сыпучих тел, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью автоматического подсчета числа частиц определенной фракции, используется сканирование предметного поля (прибора) несколькими световыми лучами разного сечения.

2. Прибор для осуществления способа по п. 1, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что в нем применена дифференциальная фотоэлектрическая схема для счета частиц, соединенная со счетчиками импульса.

3. Форма выполнения прибора по п. 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью создания одинаковых условий счета частиц на всем предMeTH0N BoJI8 IIpH6op3 B нем применен механ1 3At, обеспечивающий возвратно-поступательное движение светового пятна сканирующего луча по предметному полю со смещением его в перпендикулярном направле;нии, равным диаметру светового пятна при каждом изменении направления движения.

Фиг 1

Фиг. 2