Устройство для измерения скорости падения частиц

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, уф ;., СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНКЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 15.02.93. 1>ю. . Р 6 (21) 3805652 /10 (22) 10. 07. 84 (71) Институт оптики атмосферы

СО АН СССР (72) А.П.Годлэвский, А.Ф.Жуков и Р.Ш.Цвык (56) Патент Великобритании

В 1572068, кл. G 1 А, 1980.

J.D. Localetti, P.V.Hobbs. Fall

speeds and masser of solid precipitation particles. Journal of GeophysiсаЪ Research. 1974, 19, У 15

2185-2197 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

- СКОРОСТИ ПАДЕНИЯ ЧАСТИЦ, содержащее оптически согласованные передающую оптическую систему, выполненную в виде источника излучения с коллимирующей системой к апертурной диафрагМе с двумя параллельными горизонталь-. ными щелями, 1триемную систему, выполненную в виде диафрагмы с двумя параллельными горизонтальными щелями, установленными напротив щелей апертурной диафрагмы приемной опти„„SU 1223735 Д1 (>) ки, два фотоприемника, установленных эа щелями диафрагмы приемной системы, выходы фотоприемников подключены к блоку обработки и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения информативных воэможностей эа счет измерения направления падения частиц в устройство введены два дополнительных фотоприемника, а в апертурной диафрагме выполнены две дополнительные щели, ориентированные к параллельным горизонтальным щелям под углами м и Р, удовлетворяющими условию

0 м 90 причем щели ориентн9

Р рованы так, что прямые, проходящие щ вдоль дополнительных щелей и одной горизонтальной щели, пересекаются в одной точке, а в диафрагме приемной системы также выполнены две дополнительные щели, аналогичные до- ф полнительным щелям апертурной диафрагмы и расположенные напротив них, при этом за каждой иэ дополнительных щелей приемной диафрагмы установлен дополнительный фотоприемник °

2 ° УсTpGActBA пО и. 1, О т л и ч а ю щ е е с я . тем, что длина щелей в апертурной диафрагме и в диафрагме приемной системы ограничена двумя параллельнымн вертикальными

ПЛОСКОСТЯМИа

3. Устройство по и, 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что длина щелей в аппертурной диафрагме и в диафрагме приемной системъr ограничена двумя расходящимися вниз плоскостями, пересекающимися под углом, меньшим /3

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения скорости падения осадков в метеорологии.

Цель изобретения — увеличение информативных возможностей за счет измерения направления падения частиц.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — щели, выполненные в апертурной диафрагме; на фиг. 3 - тЬ же, концы щелей расположены на расходящихся вниз линиях, проведенных через концы верхней щели под углом меньшим или равным /3 . с

Устройство содержит оптически согласованные передающую оптическую систему, выполненную в виде источника излучения 1 с коллимирующей системой 2 и апертурной диафрагмой

Э. Имеется также приемная система, выполненная в виде диафрагмы 4 приемной согласующей оптики 5 . четырех фотоприемников .6, подключенйых выходами к блоку обработки и регистрации 7.

Лпертурная диафрагма 3 и диафрагма 4 приемной :истемы выполнены в виде двух параллельных щелей 8 и 9 (фиг, 2) и двух пересекающихся под углами а и Р щелей 10 и 11.

Причем 0 (м (Р с 90 а щели 9, 10, 11 пересекаются в одной точке О.

Длина щелей может быть ограничена двумя вертикальными прямымй 12, 13 или двумя расходящимися вниз прямыми 14, 15, пересекающимися под углом, меньшим P

На фиг. 2 и 3 показана также траектория движения частицы 1б.

Устройство работает следующим

ОбРаЗОМс

Частица при движении пересекает последовательно световые пучки„ вышедшие через щели 8...11 соответственно в апертурной диафрагме. Во время нахождения ее в пучке сигнал с фотоприемника уменьшается эа счет затенения частицей части пучка. Устройства обработки и регистрации 7 измеряет время прохождения каждой частицей расстояния между первым и

BTOPblM ПУЧКОМ (с.»)с МЕЖДУ ВТОРЫМ И третьим пучком (4 ), а также между третьим и четвертым пучком (1 ) .

При этом угол наклона (f) траектории движения частицы к вертикали, определенный устройс вом, равен @ где В = 4 /4,, М = с8 !еда

Вертикальная У, и горизонтальная

Ч составляющие скорости падения частицы определяются следующим образом

5,Я,coo (; " <,1 ""7 у где » -- расстояние между горизонтальными щелями, угол между направлением движения частицы и вертикальюю а

Геометрические размеры щелей и их взаимное расположение выбирается из следующих условий. Высота каждой щели (") долина быть больше или порядка минимального размера измеряемых частиц (et ; ), расстояние между апертурной и приемной диаФрагмами (

223735 а зонтальных Щелей. КрОме тогО, Щели в апертурной диафрагме могут быть выполнены различной длины как показано на фиг. 3, т.е. концы щелей расположены на расходящихся вниз прямых, проведенных через концы верхней щели под углом равныи или меньшим угла 8 — угол наиболее наклонной ще/ ли. Аналогично устанавливаются и

10 диафрагмы, выполненные в виде щелей в приемной оптической систеие. Выполнение щелей таким образом позволяет измерять углы наклона и скорость„движения частиц, через любую

15 точку верхней поверхности исследуемого объема при углах движения час

„..тиц меньших или равных.

t223735

Составитель Ю.Власов

Редактор И.Тиионина Техред А.Алиев Корректор М.Шароши

Заказ 1096

Тираа Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

tt3O35, Москва, )K-35, Раушскан наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагороц, ул. Проектная, 4