Способ анализа пар импульсов в фотоэлектрических счетчиках аэрозолей

 

Сущность изобретения: поток частиц освещают пучками света с отношением интенсивностей, определяемым отношением диаметров этих пучков, причем интенсивность широкого пучка устанавливают меньше интенсивности узкого пучка. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контроле запыленности газов и жидкостей.

Известен способ [1] аналогичного назначения, состоящий в том, что поток частиц освещают двумя световыми пучками, разнесенными в направлении потока на заданную величину, выделяют пары импульсов рассеянного частицами света, регистрируют в каждой паре по одному из импульсов, по которым и судят о размерах и концентрации частиц.

В этом способе поток частиц освещают двумя полукольцевыми пучками, для формирования которых, в частности, используется аксикон с малым преломляющим углом. Такого типа оптическая схема требует достаточно точной юстировки, а потому способ [1] сложен в реализации.

Наиболее близким техническим решением является способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц [2] , состоящий в том, что поток частиц освещают двумя световыми пучками различного диаметра, разнесенными в направлении потока на заданную величину, выделяют пары импульсов рассеянного частицами света, разделенные временным интервалом, определяемым разнесением пучков, и в каждой паре регистрируют импульсы, соответствующие пролету частиц через широкий пучок, амплитуды которых не превосходят амплитуды импульсов, соответствующих пролету частиц через узкий пучок, по которым судят о размерах и концентрации частиц.

Поскольку объемная скорость анализа в этом способе зависит от размера частиц, то недостатком способа [2] является заметная погрешность определения концентрации частиц и функции их распределения по размерам.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерений за счет формирования более резких границ счетного объема.

Цель достигается тем, что поток частиц освещают пучками света с отношением интенсивностей, определяемым отношением диаметров этих пучков, причем интенсивность широкого пучка устанавливают меньшей интенсивности узкого пучка.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - поперечное сечение пучков (а) и вид профилей интенсивности I(х) этих пучков (б).

Устройство (фиг. 1) содержит осветитель 1 (например, ОКГ), схему 2 формирования двух световых пучков, проходящих через поток 3 исследуемых частиц, светоловушку 4, объектив 5, фотопремник 6 и блок 7 анализа (включающий аналоговый ключ, компаратор, логический элемент И, два одновибратора и логический элемент ИЛИ и анализаторы импульсов).

Работает устройство по предлагаемому способу следующим образом.

Схема 2 формирует из светового пучка осветителя 1 два световых пучка, имеющих в области потока 3 частиц диаметры 2σ₁ и 2σ₂ соответственно и разнесенных в направлении потока (скорость каждого равна v) на величину l (фиг. 2а). Интенсивность I пучка меньшего диметра 2σ₂превосходит интенсивность I первого пучка в некоторое число Краз, где К определяется отношением σ₁/σ₂ и видом профиля интенсивности (фиг. 2бв). Для гауссова профиля интенсивности К = 2,25, если σ₁/σ₂ = 3. Оба пучка проходят через поток 3 исследуемых частиц и гасятся ловушкой 4. Рассеянный частицами свет объективом 5 собирается на фотоприемник 6. При этом каждая частица, пролетая через оба пучка, формирует пару фотоэлектрических импульсов, разделенных временным интервалом T = l/v. Блок 7 анализа обеспечивает выделение из всей совокупности выходных импульсов фотоприемника лишь пар импульсов, разделенных временным интервалом не менее Т. В каждой из выделенных пар измеряются амплитуды соответствующих импульсов и выделяются первые импульсы в каждой паре (соответствующие пролету частиц через широкий пучок), амплитуды которых не превосходят амплитуды второго импульса той же пары (соответствующей пролету частицы через узкий пучок). Амплитуды выделенных первых импульсов блоком анализа регистрируются, при этом о размерах частиц судят по амплитудам зарегистрированных импульсов, а о концентрации - по средней частоте повторения упомянутых импульсов.

Как видно из фиг. 2б, в рассматриваемом способе регистрируются (независимо от их размера) лишь частицы, пролетевшие через оба пучка в пределах некоторой области 2Х_о. Таким образом достигается формирование резких границ счетного объема оптико-электронным путем, что позволяет обеспечить независимость объемной скорости анализа от размера частиц и, соответственно, уменьшить погрешности измерений. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1173265, кл. G 01 N 15/02, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР N 857812, кл. G 01 N 21/85, 1981.

Формула изобретения

СПОСОБ АНАЛИЗА ПАР ИМПУЛЬСОВ В ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЧЕТЧИКАХ АЭРОЗОЛЕЙ, состоящий в том, что поток частиц освещают двумя световыми пучками различного диаметра, разнесенными в направлении потока на заданную величину, выделяют пары импульсов рассеянного частицами света, разделенные временным интервалом, определяемым разнесением пучков, и в каждой паре регистрируют импульсы, соответствующие пролету частиц через широкий пучок, амплитуды которых не превосходят амплитуды импульсов, соответствующих пролету частиц через узкий пучок, по которым судят о размерах и концентрации частиц, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей, поток частиц освещают пучками света с отношением интенсивностей, определяемым отношением диаметров этих пучков, причем интенсивность широкого пучка устанавливают меньшей интенсивности узкого пучка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2