Измеритель размеров движущихся частиц

 

1!Р 554466

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтских

Социалистических

Рвспуолик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.75 (21) 2118628/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 19.05.77 (51) М, Кл а 6 01В 9/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам H30оретеннй и открытий (53) УДК 535.411(088.8) (72) Автор изобретения

H. В. Гончаров

Институт экспериментальной метеорологии (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗМЕРОВ ДВИ)КУЩИХСЯ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к оптико-интерференционным устройствам и может быть использовано при геофизических и метеорологических исследованиях, например, для изучения дисперс".îííîãî состава аэрозольных сред в атмосфере.

Известны устройства для измерения размеров частиц аэрозолей в потоке. Такие устройства содержат источник излучения, фотоприемник рассеянного излучения и регистрирующую аппаратуру.

В этих устройствах счетный объем формируется с помощью оптических элементов, осветителя и коллиматора приемника вокруг точки пересечения оси пучка излучений, идущих от осветителя, с оптической осью приемника (1).

Наличие вин ьетированных зон в таких устройствах не может обеспечить создание счетного объема с достаточно четкими границами и высокой равномерностью излучения по полю, что ограничивает разрешающую способность устройств.

Известный измеритель (2) имеет источник монохроматическо о света и формирователь интерференционной картины и фотоприемник ра сеянного излучения. При прохождении частицы через сетку интсрференционных полос, сформированных в исследуемом объеме, на выходе приемника образуется сигнал синусоидальной формы, частота которого пропорциональна скорости движения частицы.

При этом информация о размере частицы заложена в амплитуде рассеянного излучения.

5 Поскольку рассеянное излучение зависит не только от размеров частиц, но и от комплексного показателя преломления ее материала, то искажение амплитуды сигналов от указанных факторов ограничивает точность измере10 ния.

Целью настоящего изобретения является увеличение тонности измерений размеров движущихся частиц.

Это достигается тем, что в предлагаемом

15 измерителе размеров частиц в качествс формирователя использован интерферометр Фабри-Перо.

На чертеже приведена блок-схема оппсывае лого измерителя размеров частиц.

20 Измеритель содержит исследуемый объем с источником монохроматического света 1, интерферометр Фабри-Перо 2, образованный полупрозрачным покрытием плоских поверхностей линз и дистанционного кольца 4, диафрагму 5 и фотоприемник б, подключенный к регистрирующему устройству 7.

Устройство работает следующим образом.

Излучение, рассеянное частицей в исследуемом объеме 1, заполняет зрачск линзы 2 и

30 параллельными пучками проходит через иц554466

Формула изобретения

H+d

Составитель А. Медведев

Текред М. Семенов Корректор Л. Денискина

Редактор И. Шейкин

Заказ 978/10 Изд. № 385 Тираж 904 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская иаб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 терферометр 2, образующаяся при этом в задней фокальной плоскости линзы 3 интерференционная картина регистрируется с помощью фотоприемника 6 регистратором 7.

Поскольку интерферометр пропускает только то излучение, которое входит в него под углами, удовлетворяющими условию максимального (или близкому к нему) пропускания, то каждая рассеивающая частица, пролетая через световое поле в исследуемом объеме, посылает рассеянное излучение в фотоприемник только тогда, когда она находится в области пространства, лучи из которого удовлетворяют условию максимального пропускания. Таким образом при своем движении через световое поле частица дает на выходе фотоприемника световой импульс, длительность которого обусловлена скоростью движения и размером этой частицы и описывается выражением: где т — длительность светового импульса, Π— угловой размер зоны, удовлетворяющий условию образования максимума интерференционной картины, д — угловой размер рассеивающей частицы в направлении ее движения, У вЂ” скорость движения частицы, f — переднее фокусное расстояние коллиматора приемника.

Таким образом, длительность получаемых импульсов линейно связана с размером частиц и не зависит ни от показателя преломления, ни от стабильности источника излуче5 ния и неравномерности образованного им светового поля.

Применение устройства позволяет повысить точность измерений и исследовать потоки частиц с концентрацией до 10 †: 10 ча10 стиц на 1 см, 15 Измеритель размеров движущихся частиц, содержащий источник монохроматического света и формирователь интерференционной картины с приемником рассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью

20 увеличения точности измерений, в качестве формирователя использован интерферометр

Фабри-Перо.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ю. В. Копышев и др. «Самолетный фотоэлектрический измеритель облачных капель». Изв, АН СССР, сер. «Физика атмосферы и океана», т. 2, № 7, 1966.

2. А. С. Федоров и др. «Некоторые применения газовых лазеров». «Обзоры по электронной технике», выпуск № 13 (160) ЦНИИ

«Электроника», 1973, стр. 27 — 29 (прототип),