CH628986A5 - Method and device for determining the particle size distribution of a mixture of particles - Google Patents

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CH628986A5
CH628986A5 CH3579A CH3579A CH628986A5 CH 628986 A5 CH628986 A5 CH 628986A5 CH 3579 A CH3579 A CH 3579A CH 3579 A CH3579 A CH 3579A CH 628986 A5 CH628986 A5 CH 628986A5
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mixture
spot
particles
counters
amplitude
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CH3579A
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Jean Cornillault
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Cilas
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    • GPHYSICS
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Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer la répartition granulométrique d'un s The present invention relates to a method and a device for determining the particle size distribution of a s

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3 "

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mélange de particules. mixture of particles.

On connaît un procédé pour déterminer la répartition granulométrique d'un mélange de particules, ce procédé consistant A method is known for determining the particle size distribution of a mixture of particles, this method consisting

- à entraîner le mélange en circulation dans un récipient transparent éclairé par un faisceau de lumière monochromatique, la section du récipient éclairée par le faisceau et normale au sens de circulation étant suffisamment faible pour que les particules passent une à une dans cette section, - entraining the circulating mixture in a transparent container lit by a beam of monochromatic light, the section of the container lit by the beam and normal to the direction of circulation being sufficiently small for the particles to pass one by one through this section,

- à former dans le plan focal d'un système optique convergent une tache de diffraction du mélange éclairé - to form in the focal plane of a converging optical system a diffraction spot of the illuminated mixture

- et à compter, pendant la circulation d'une quantité prédéterminée du mélange, les signaux électriques émis par un récepteur photoélectrique recevant, à travers l'ouverture d'un diaphragme disposé sur la tache, la lumière d'une portion de la tache, chaque signal étant provoqué par le passage d'une particule, l'ouverture du diaphragme définissant ladite portion ayant la forme d'un secteur angulaire d'une couronne circulaire centrée au foyer du système optique, l'amplitude des signaux étant une fonction croissante de la grosseur des particules. and counting, during the circulation of a predetermined quantity of the mixture, the electrical signals emitted by a photoelectric receiver receiving, through the opening of a diaphragm disposed on the spot, the light from a portion of the spot, each signal being caused by the passage of a particle, the opening of the diaphragm defining said portion having the shape of an angular sector of a circular crown centered at the focal point of the optical system, the amplitude of the signals being an increasing function of particle size.

Dans ce procédé, les rayons de la couronne circulaire limitant l'ouverture du diaphragme peuvent être déterminés par une construction graphique à partir d'une courbe de variation du pourcentage de l'énergie lumineuse de la tache contenue dans un rayon R, en fonction de ce rayon R, cette courbe étant tracée à l'aide d'un mélange de particules mono-dispersées dont le diamètre correspond au diamètre maximal A des particules du mélange à analyser. Au cours de ce procédé, le seuil de réception du récepteur photoélectrique peut prendre diverses valeurs successives comprises entre l'amplitude du signal de bruit du récepteur et l'amplitude du signal électrique provoqué par le passage d'une particule de diamètre A. In this method, the radii of the circular crown limiting the opening of the diaphragm can be determined by a graphic construction from a curve of variation of the percentage of the light energy of the spot contained in a radius R, as a function of this radius R, this curve being plotted using a mixture of mono-dispersed particles whose diameter corresponds to the maximum diameter A of the particles of the mixture to be analyzed. During this process, the reception threshold of the photoelectric receiver can take various successive values ranging between the amplitude of the noise signal from the receiver and the amplitude of the electric signal caused by the passage of a particle of diameter A.

La présente invention a pour but d'apporter un perfectionnement à ce procédé, ce perfectionnement permettant d'effectuer l'analyse granulométrique d'un mélange de particules en une seule opération. The object of the present invention is to provide an improvement to this process, this improvement making it possible to carry out the particle size analysis of a mixture of particles in a single operation.

La présente invention a pour objet un procédé pour déterminer la répartition granulométrique d'un mélange de particules en suspension dans un liquide, consistant The subject of the present invention is a method for determining the particle size distribution of a mixture of particles in suspension in a liquid, consisting of

- à entraîner le mélange en circulation dans un récipient transparent éclairé par un faisceau de lumière monochromatique, la section du récipient éclairée par le faisceau et normale au sens de circulation étant suffisamment faible pour que les particules passent une à une dans cete section, - entraining the circulating mixture in a transparent container lit by a beam of monochromatic light, the section of the container lit by the beam and normal to the direction of circulation being sufficiently small for the particles to pass one by one through this section,

- à former dans le plan focal d'un système optique convergent une tache de diffraction du mélange éclairé - to form in the focal plane of a converging optical system a diffraction spot of the illuminated mixture

- et à compter, pendant la circulation d'une quantité prédéterminée du mélange, les signaux électriques émis par un récepteur photoélectrique recevant, à travers l'ouverture d'un diaphragme disposé sur la tache, la lumière d'une portion de la tache, chaque signal électrique étant provoqué par le passage d'une particule, l'ouverture du diaphragme définissant ladite portion ayant la forme d'un secteur angulaire d'une couronne circulaire centrée au foyer du système optique, l'amplitude des signaux électriques étant une fonction croissante de la grosseur des particules, caractérisé en ce que le comptage des signaux consiste à compter par ni compteurs les signaux électriques dont l'amplitude est comprise respectivement dans ni intervalles d'amplitudes déterminés, la limite supérieure d'un intervalle de rang i étant égale à la limite inférieure de l'intervalle de rang i+1, i étant un nombre entier prenant successivement toutes les valeurs de 1 à ni-1, les ni intervalles juxtaposés couvrant une plage d'amplitude de signaux correspondant à écart déterminé entre une grosseur minimale ai et une grosseur maximale Ai de particule. and counting, during the circulation of a predetermined quantity of the mixture, the electrical signals emitted by a photoelectric receiver receiving, through the opening of a diaphragm disposed on the spot, the light from a portion of the spot, each electrical signal being caused by the passage of a particle, the opening of the diaphragm defining said portion having the shape of an angular sector of a circular crown centered at the focus of the optical system, the amplitude of the electrical signals being a function increasing the size of the particles, characterized in that the counting of the signals consists in counting by neither counters the electrical signals whose amplitude is respectively included in nor intervals of determined amplitudes, the upper limit of an interval of rank i being equal to the lower limit of the range of rank i + 1, i being an integer successively taking all the values from 1 to ni-1, the juxtaposed ni intervals covering u ne amplitude range of signals corresponding to determined difference between a minimum size ai and a maximum particle size Ai.

La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, comportant The present invention also relates to a device for implementing the method according to the invention, comprising

- une source d'un faisceau lumineux monochromatique, - a source of a monochromatic light beam,

- un récipient transparent contenant le mélange et disposé sur le trajet du faisceau lumineux, - a transparent container containing the mixture and placed on the path of the light beam,

- des moyens pour faire circuler le mélange dans une section du récipient traversée par le faisceau et normale au sens de circulation, cette section étant suffisamment faible pour laisser passer les particules une à une, means for circulating the mixture in a section of the container crossed by the beam and normal to the direction of circulation, this section being sufficiently small to allow the particles to pass one by one,

- un système optique convergent pour former dans son plan focal une tache de diffraction du mélange éclairé par le faisceau, - a converging optical system to form in its focal plane a diffraction spot of the mixture illuminated by the beam,

- un diaphragme dont l'ouverture délimite dans le plan focal une portion de la tache, cette ouverture ayant la forme d'un secteur angulaire d'une couronne circulaire centrée au foyer du système optique convergent, a diaphragm, the opening of which delimits in the focal plane a portion of the spot, this opening having the shape of an angular sector of a circular crown centered at the focal point of the converging optical system,

- un récepteur photoélectrique disposé pour recevoir la lumière de la portion de la tache à travers le diaphragme et capable d'émettre un signal électrique lorsqu'une particule passe dans la section du récipient, l'amplitude des signaux étant une fonction croissante de la grosseur des particules - a photoelectric receiver arranged to receive the light from the portion of the spot through the diaphragm and capable of emitting an electrical signal when a particle passes through the section of the container, the amplitude of the signals being an increasing function of the size particles

- et un compteur relié à la sortie.du récepteur pour compter les signaux, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - And a counter connected to the output of the receiver for counting the signals, characterized in that it further comprises

- un discriminateur branché entre la sortie du récepteur et l'entrée du compteur - a discriminator connected between the receiver output and the counter input

- et ni—I autres compteurs analogues audit compteur et connectés à la sortie du discriminateur, de manière que les ni compteurs comptent les signaux électriques dont l'amplitude est comprise respectivement dans ni intervalles d'amplitudes déterminées, la limite supérieure d'un intervalle de rang i étant égale à la limite inférieure de l'intervalle de rang i+1, i étant un nombre entier prenant successivement toutes les valeurs de 1 à ni-1, les ni intervalles juxtaposés couvrant une plage d'amplitude de signaux correspondant à un écart déterminé entre une grosseur minimale ai et une grosseur maximale Ai de particule. - and neither — I other counters analogous to said counter and connected to the output of the discriminator, so that neither counters count the electrical signals whose amplitude is respectively included in neither intervals of determined amplitudes, the upper limit of an interval of rank i being equal to the lower limit of the range of rank i + 1, i being an integer successively taking all the values from 1 to ni-1, the ni juxtaposed intervals covering a range of amplitude of signals corresponding to a determined difference between a minimum size ai and a maximum particle size Ai.

Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, Particular embodiments of the object of the present invention are described below by way of example, with reference to the accompanying drawings in which FIG. 1 schematically represents an embodiment of the device according to the invention,

la fig. 2 représente un diaphragme faisant partie du dispositif illustré par la fig. 1, fig. 2 shows a diaphragm forming part of the device illustrated in FIG. 1,

la fig. 3 représente un autre mode de réalisation de ce diaphragme, fig. 3 represents another embodiment of this diaphragm,

la fig. 4 est un réseau de courbes à l'aide duquel on peut déterminer les ouvertures des diaphragmes illustrés par les fig. 2 et 3 et la fig. 5 est un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif représenté sur la fig. 1. fig. 4 is a network of curves with the aid of which the apertures of the diaphragms illustrated in FIGS can be determined. 2 and 3 and fig. 5 is a graph illustrating the operation of the device shown in FIG. 1.

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4 4

Sur la fig. 1 est représentée une source lumineuse 50 telle qu'un générateur laser émettant un faisceau de lumière monochromatique 51 de faible section. Sur le trajet du faisceau 51 est disposé un récipient transparent 52 qui peut recevoir un mélange de particules en suspension dans un liquide. Ce mélange peut être entraîné en circulation dans le récipient 52 grâce à un dispositif comportant un réservoir 53 rempli du mélange 54, des canalisations 55 et 56 reliant le réservoir 53 au récipient 52 et une pompe 57 insérée dans le circuit d'une de ces canalisations. On dispose de préférence dans le réservoir 53 un agitateur 58 entraîné en rotation à l'aide d'un moteur 59. In fig. 1 shows a light source 50 such as a laser generator emitting a monochromatic light beam 51 of small section. On the path of the beam 51 is disposed a transparent container 52 which can receive a mixture of particles suspended in a liquid. This mixture can be driven into circulation in the container 52 by means of a device comprising a reservoir 53 filled with the mixture 54, pipes 55 and 56 connecting the tank 53 to the container 52 and a pump 57 inserted in the circuit of one of these pipes. . There is preferably an agitator 58 driven in rotation in the tank 53 by means of a motor 59.

Un système optique convergent 60 centré sur l'axe 61 du faisceau 51 reçoit le faisceau de lumière monochromatique sortant du récipient 52 et forme dans son plan focal 62 une tache de diffraction du mélange contenu dans le récipient 52 et éclairé par le faisceau 51. Cette tache est de révolution autour du point 63 situé sur l'axe 61. A converging optical system 60 centered on the axis 61 of the beam 51 receives the beam of monochromatic light leaving the container 52 and forms in its focal plane 62 a diffraction spot of the mixture contained in the container 52 and illuminated by the beam 51. This spot is of revolution around point 63 located on axis 61.

Dans le plan focal 62 est disposé un diaphragme 64 dont l'ouverture 65 délimite dans le plan 62 une portion de la tache de diffraction. Un récepteur photoélectrique 66 est disposé pour recevoir sur sa surface sensible la lumière de la portion de la tache délimitée par le diaphragme 64. In the focal plane 62 is disposed a diaphragm 64, the opening 65 of which delimits in the plane 62 a portion of the diffraction spot. A photoelectric receiver 66 is arranged to receive on its sensitive surface the light from the portion of the spot delimited by the diaphragm 64.

La sortie électrique du récepteur 66 est reliée à l'entrée d'un système discriminateur 67. Ce système peut comporter par exemple trois sorties reliées respectivement à trois compteurs d'impulsions 68,69 et 70. Enfin la sortie électrique du récepteur 66 peut être aussi reliée à l'entrée d'un oscillographe 71. The electrical output of the receiver 66 is connected to the input of a discriminator system 67. This system can for example have three outputs connected respectively to three pulse counters 68, 69 and 70. Finally, the electrical output of the receiver 66 can be also connected to the input of an oscillograph 71.

Sur la fig. 2 est représenté de face le diaphragme 64 afin de montrer la forme de son ouverture 65. Cette ouverture est délimitée par un secteur angulaire U d'une couronne circulaire limitée par deux cercles concentriques de rayons Ri et R2, le centre de ces cercles coïncidant dans le dispositif représenté sur la fig. 1 avec le centre 63 de la tache de diffraction. In fig. 2 is shown from the front the diaphragm 64 in order to show the shape of its opening 65. This opening is delimited by an angular sector U of a circular crown limited by two concentric circles of radii Ri and R2, the center of these circles coinciding in the device shown in fig. 1 with the center 63 of the diffraction spot.

Le dispositif représenté sur la fig. 1 permet de mettre en œuvre un procédé pour déterminer la répartition granulométrique d'un mélange de particules en suspension dans un liquide à faible concentration. The device shown in fig. 1 makes it possible to implement a method for determining the particle size distribution of a mixture of particles in suspension in a liquid at low concentration.

Pour mettre en œuvre ce procédé, il convient tout d'abord de fixer les dimensions de l'ouverture 65 du diaphragme 64 qui de préférence doit être adaptée à une plage de dimensions de particules prédéterminée. To implement this method, it is first of all necessary to fix the dimensions of the opening 65 of the diaphragm 64 which preferably must be adapted to a predetermined range of particle sizes.

Par exemple, si on désire tracer une courbe de granulomé-trie pour les particules dont la grosseur est comprise entre 1 et 4 microns, on fait un essai préalable à l'aide d'un dispositif comportant seulement la source 50, un récipient analogue au récipient 52 avec son système de circulation de liquide et le système optique 60, ces organes étant disposés comme décrit ci-dessus. Dans cet essai, on fait circuler un mélange standard de particules monodispersées, c'est-à-dire ayant toutes la même grosseur, cette grosseur étant égale à celle des particules les plus grosses à analyser, soit 4 microns, et on mesure dans le plan focal 62 de la lentille 50 le pourcentage T de l'énergie lumineuse émise dans un cercle de rayon R de la tache par rapport à l'énergie totale de la tache. On trace ensuite dans un système d'axes de coordonnées OTR la courbe de variation de T en fonction de R. Une telle courbe (relative à la grosseur 4 microns des particules monodispersées) est visible sur la fig. 4. On projette ensuite sur l'axe OR une partie 73-74 croissante et sensiblement linéaire de cette courbe suivant un segment 75-76. Les rayons Ri et R2 des cercles délimitant l'ouverture 65 du diaphragme 64 à utiliser pour l'analyse des particules de grosseur comprise entre 0 et 4 microns du mélange, sont égaux respectivement aux abcisses des points 75 et 76 sur l'axe OR. La forme de l'ouverture de ce diaphragme 64 est complètement fixée en choisissant arbitrairement une valeur de l'angle U du secteur angulaire de la couronne circulaire. For example, if one wishes to draw a particle size distribution curve for particles whose size is between 1 and 4 microns, a preliminary test is made using a device comprising only the source 50, a container similar to the container 52 with its liquid circulation system and the optical system 60, these members being arranged as described above. In this test, a standard mixture of monodispersed particles, that is to say all having the same size, is circulated, this size being equal to that of the largest particles to be analyzed, ie 4 microns, and we measure in the focal plane 62 of the lens 50 the percentage T of the light energy emitted in a circle of radius R of the spot with respect to the total energy of the spot. The curve of variation of T as a function of R. is then plotted in a system of axes of OTR coordinates. Such a curve (relating to the size 4 microns of the monodispersed particles) is visible in FIG. 4. Then an increasing and substantially linear part 73-74 of this curve is projected onto the OR axis along a segment 75-76. The radii Ri and R2 of the circles delimiting the opening 65 of the diaphragm 64 to be used for the analysis of particles of size between 0 and 4 microns of the mixture, are respectively equal to the abscissae of points 75 and 76 on the axis OR. The shape of the opening of this diaphragm 64 is completely fixed by arbitrarily choosing a value for the angle U of the angular sector of the circular crown.

La limite supérieure (4 microns) de grosseur des particules de la plage à analyser est donc fonction des dimensions et de la position de l'ouverture du diaphragme 64 sur la tache de diffraction. Par ailleurs, la limite inférieure (1 micron) de grosseur des particules de la plage est fonction de la sensibilité du récepteur 66. The upper limit (4 microns) of particle size of the range to be analyzed is therefore a function of the dimensions and of the position of the opening of the diaphragm 64 on the diffraction spot. Furthermore, the lower limit (1 micron) of particle size in the range is a function of the sensitivity of the receiver 66.

On dispose ensuite le mélange à analyser dans le réservoir 53 (voir fig. 1) et on l'entraîne en circulation dans le récipient transparent 52 en mettant en marche la pompe 57. On met aussi en marche le moteur 59 entraînant la rotation de l'agitateur 58, ce qui a pour effet d'augmenter l'homogénéité du mélange et d'éviter les rassemblements locaux des particules. The mixture to be analyzed is then placed in the reservoir 53 (see fig. 1) and it is circulated in the transparent container 52 by starting the pump 57. The motor 59 is also started, causing the rotation of the agitator 58, which has the effect of increasing the homogeneity of the mixture and of avoiding local gatherings of the particles.

La section 72 du récipient 52, traversée par le faisceau 51 et normale au sens de circulation du mélange, doit être suffisamment faible pour laisser passer les particules l'une après l'autre dans cette section, compte-tenu de la concentration en particules du mélange. The section 72 of the container 52, crossed by the beam 51 and normal to the direction of circulation of the mixture, must be sufficiently small to allow the particles to pass one after the other in this section, taking into account the particle concentration of the mixed.

Au passage de chaque particule le récepteur 66 reçoit une impulsion lumineuse et émet une impulsion électrique correspondante. L'amplitude des signaux électriques émis par le récepteur 66 croît, suivant une loi sensiblement linéaire, en fonction de la grosseur des particules. As each particle passes, the receiver 66 receives a light pulse and emits a corresponding electrical pulse. The amplitude of the electrical signals emitted by the receiver 66 increases, according to a substantially linear law, as a function of the size of the particles.

Cette loi linéaire peut être déterminée, pour la plage de grosseur de particules considérée, par des essais préliminaires effectués sur des mélanges de particules monodispersées, à l'aide du dispositif représenté sur la fig. 1, la valeur de l'amplitude des impulsions pouvant être lue sur l'oscillographe 71. Cette loi linéaire, qui peut être aussi déterminée par le calcul, est représentée par le graphique de la fig. 5. Ce graphique est rapporté à deux axes de coordonnées rectangulaires OS et OG, dans lequel S représente l'amplitude du signal électrique et G la grosseur des particules. This linear law can be determined, for the range of particle size considered, by preliminary tests carried out on mixtures of monodispersed particles, using the device shown in FIG. 1, the value of the amplitude of the pulses which can be read from the oscillograph 71. This linear law, which can also be determined by calculation, is represented by the graph in FIG. 5. This graph is related to two axes of rectangular coordinates OS and OG, in which S represents the amplitude of the electrical signal and G the size of the particles.

Le système discriminateur 67 peut être par exemple un système électronique du type de celui décrit dans l'article intitulé «Two 555 timers build pulse-height discriminator» de R. Karni et T. Assis extrait de la revue américaine «Electronics» du 17 février 1977 pages 98 et 99. Ce système permet de conduire les signaux électriques émis par le récepteur 66 et entrant dans le système 67 vers l'un des compteurs 68,69 et 70, suivant la valeur de l'amplitude de ces signaux. Par exemple le compteur 68 compte les signaux dont l'amplitude est comprise dans un intervalle d'amplitude correspondant, sur la courbe de la fig. 5, à des particules de grosseur comprise entre 3 et 4 microns, le compteur 69 compte les signaux correspondant à des particules de grosseur comprise entre 2 et 3 microns, et le compteur 70 compte les signaux correspondant à des particules de grosseur comprise entre 1 et 2 microns. Bien entendu la limite supérieure d'un intervalle d'amplitude est égale à la limite inférieure de l'intervalle correspondant à une plage de grosseur de particules immédiatement supérieure, et les intervalles juxtaposés couvrent une plage d'amplitude de signaux correspondant à l'écart entre la grosseur minimale (1 micron) et la grosseur maximale (4 microns) des particules considérées. The discriminator system 67 can for example be an electronic system of the type described in the article entitled “Two 555 timers build pulse-height discriminator” by R. Karni and T. Assis extracted from the American review “Electronics” on February 17. 1977 pages 98 and 99. This system makes it possible to conduct the electrical signals emitted by the receiver 66 and entering the system 67 towards one of the counters 68, 69 and 70, according to the value of the amplitude of these signals. For example, the counter 68 counts the signals whose amplitude is included in a corresponding amplitude interval, on the curve of FIG. 5, for particles of size between 3 and 4 microns, the counter 69 counts the signals corresponding to particles of size between 2 and 3 microns, and the counter 70 counts the signals corresponding to particles of size between 1 and 2 microns. Of course, the upper limit of an amplitude interval is equal to the lower limit of the interval corresponding to an immediately larger particle size range, and the juxtaposed intervals cover a range of signal amplitude corresponding to the difference between the minimum size (1 micron) and the maximum size (4 microns) of the particles considered.

Le nombre de compteurs dépend de la précision de l'analyse granulométrique désirée. The number of counters depends on the precision of the desired particle size analysis.

On voit ainsi qu'il est possible de tracer, dans l'intervalle considéré de grosseur des particules (1-4 microns), une courbe représentative des variations du nombre des particules du mélange ayant une grosseur donnée, en fonction de la grosseur des particules. Il suffit pour cela de relever les indications des compteurs 68,69 et 70 correspondant à une circulation d'une quantité prédéterminée du mélange. It is thus seen that it is possible to draw, in the interval considered for particle size (1-4 microns), a curve representative of the variations in the number of particles of the mixture having a given size, as a function of the particle size . It suffices to note the indications of the counters 68, 69 and 70 corresponding to a circulation of a predetermined quantity of the mixture.

Il est clair aussi qu'il est possible de disposer dans le plan focal 62 de la lentille 60 un diaphragme du type de celui représenté sur la fig. 3 en 64' et comportant par exemple deux ouvertures différentes 77 et 78, ces deux ouvertures étant adaptées respectivement à la plage de grosseur de 1-4 It is also clear that it is possible to have in the focal plane 62 of the lens 60 a diaphragm of the type of that shown in FIG. 3 in 64 ′ and comprising for example two different openings 77 and 78, these two openings being adapted respectively to the size range of 1-4

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10 10

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25 25

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5 5

628986 628986

microns et à la plage de grosseur 4-16 microns. Ces plages couvrent ensemble sensiblement toute la gamme de grosseur des particules du mélange. Chacune de ces ouvertures est déterminée à partir d'une des courbes représentées à titre d'exemple sur la fig. 4 pour les grosseurs respectives de 16 et 4 microns, l'angle du secteur angulaire restant égale à U. Ainsi l'ouverture 78 de diaphragme adaptée à la plage 4-16 microns est déterminée à partir de la courbe 16 microns. microns and at the size range 4-16 microns. These ranges together cover substantially the whole range of particle sizes of the mixture. Each of these openings is determined from one of the curves shown by way of example in FIG. 4 for the respective sizes of 16 and 4 microns, the angle of the angular sector remaining equal to U. Thus the diaphragm opening 78 adapted to the range 4-16 microns is determined from the curve 16 microns.

En face de chacune des deux portions de la tache de diffraction ainsi définies, on place alors un récepteur photoélectrique et la sortie électrique de chaque récepteur est connectée à un système discriminateur dont les sorties sont connectées à des compteurs. Il est alors possible de déterminer en une seule opération une courbe de granulométrie du mélange, cette s courbe intéressant toute la gamme de grosseurs des particules du mélange. Opposite each of the two portions of the diffraction spot thus defined, a photoelectric receiver is then placed and the electrical output of each receiver is connected to a discriminator system, the outputs of which are connected to counters. It is then possible to determine in a single operation a particle size distribution curve, this curve covering the whole range of particle sizes of the mixture.

Le procédé et le dispositif selon la présente invention peuvent être appliqués à la détermination de la répartition granulométrique de mélanges de particules en suspension dans un io liquide à faible concentration. The method and the device according to the present invention can be applied to the determination of the particle size distribution of mixtures of particles in suspension in a liquid at low concentration.

B B

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims (5)

628 986628,986 1. Procédé pour déterminer la répartition granulométrique d'un mélange de particules en suspension dans un liquide, 1. Method for determining the particle size distribution of a mixture of particles in suspension in a liquid, consistant consistent - à entraîner le mélange en circulation dans un récipient transparent éclairé par un faisceau de lumière monochromatique, la section du récipient éclairée par le faisceau et normale au sens de circulation étant suffisamment faible pour que les particules passent une à une dans cette section, - entraining the circulating mixture in a transparent container lit by a beam of monochromatic light, the section of the container lit by the beam and normal to the direction of circulation being sufficiently small for the particles to pass one by one through this section, - à former dans le plan focal d'un système optique convergent une tache de diffraction du mélange éclairé - to form in the focal plane of a converging optical system a diffraction spot of the illuminated mixture - et à compter, pendant la circulation d'une quantité prédéterminée du mélange, les signaux électriques émis par un récepteur photoélectrique recevant, à travers l'ouverture d'un diaphragme disposé sur la tache, la lumière d'une portion de la tache, chaque signal électrique étant provoqué par le passage d'une particule, l'ouverture du diaphragme définissant ladite portion ayant la forme d'un secteur angulaire d'une couronne circulaire centrée au foyer du système optique, l'amplitude des signaux électriques étant une fonction croissante de la grosseur des particules, caractérisé en ce que le comptage des signaux consiste à compter par ni compteurs les signaux électriques dont l'amplitude est comprise respectivement dans ni intervalles d'amplitudes déterminées, la limite supérieure d'un intervalle de rang i étant égale à la limite inférieure de l'intervalle de rang i+1, i étant un nombre entier prenant successivement toutes les valeurs de 1 à ni-1, les ni intervalles juxtaposés couvrant une plage d'amplitude de signaux correspondant à un écart déterminé entre une grosseur minimale ai et une grosseur maximale Ai de particule. and counting, during the circulation of a predetermined quantity of the mixture, the electrical signals emitted by a photoelectric receiver receiving, through the opening of a diaphragm disposed on the spot, the light from a portion of the spot, each electrical signal being caused by the passage of a particle, the opening of the diaphragm defining said portion having the shape of an angular sector of a circular crown centered at the focus of the optical system, the amplitude of the electrical signals being a function increasing the size of the particles, characterized in that the counting of the signals consists in counting by neither counters the electric signals whose amplitude is respectively included in nor intervals of determined amplitudes, the upper limit of an interval of rank i being equal to the lower limit of the range of rank i + 1, i being an integer successively taking all the values from 1 to ni-1, the ni juxtaposed intervals covering a signal amplitude range corresponding to a determined difference between a minimum size ai and a maximum particle size Ai. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le comptage des signaux s'effectue en outre dans nj autres compteurs, j étant un nombre entier prenant successivement les valeurs de 2 à p, les nj compteurs étant capables de compter respectivement les signaux électriques émis par p-1 autres récepteurs photoélectriques sensibles respectivement à la lumière de p-1 autres portions de la tache à travers respectivement p-1 diaphragmes, les nj compteurs étant capables de compter les signaux électriques dont l'amplitude est comprise respectivement dans nj intervalles d'amplitudes déterminés, les nj intervalles juxtaposés couvrant une autre plage d'amplitude de signaux correspondant à un autre écart déterminé entre une grosseur minimale aj et une grosseur maximale Aj de particule, l'ensemble de ces plages couvrant un intervalle correspondant sensiblement à l'écart entre la grosseur minimale et la grosseur maximale des particules du mélange. 2. Method according to claim 1, characterized in that the counting of the signals is also carried out in nj other counters, j being an integer successively taking the values from 2 to p, the nj counters being capable of counting respectively electrical signals emitted by p-1 other photoelectric receptors sensitive respectively to the light of p-1 other portions of the spot through respectively p-1 diaphragms, the nj counters being capable of counting the electrical signals whose amplitude is respectively included in nj intervals of determined amplitudes, the nj juxtaposed intervals covering another range of amplitude of signals corresponding to another determined difference between a minimum size aj and a maximum particle size Aj, all of these ranges covering a corresponding interval substantially the difference between the minimum size and the maximum size of the particles of the mixture. 2 2 REVENDICATIONS 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rayons des cercles délimitant radialement la couronne circulaire de l'ouverture de chaque diaphragme sont déterminés 3. Method according to claim 2, characterized in that the radii of the circles radially delimiting the circular crown of the opening of each diaphragm are determined - en formant d'abord une image de diffraction d'un mélange de particules monodispersées de grosseur Aj dans le plan focal d'un système optique identique audit système optique convergent, ce mélange étant éclairé par un faisceau identique au faisceau de lumière monochromatique, by first forming a diffraction image of a mixture of monodispersed particles of size Aj in the focal plane of an optical system identical to said convergent optical system, this mixture being illuminated by a beam identical to the beam of monochromatic light, - puis en traçant une courbe T=f(R) dans un système d'axes de coordonnées OTR, O étant l'origine des axes, T désignant le pourcentage de l'énergie lumineuse dans un cercle de rayon R de la tache par rapport à l'énergie lumineuse totale de cette tache, une partie croissante et sensiblement linéaire de cette courbe étant projetée sur l'axe OR suivant un segment, les rayons des cercles délimitant la couronne étant égaux respectivement à l'abcisse sur l'axe OR des points extrêmes de ce segment. - then by plotting a curve T = f (R) in a system of axes of coordinates OTR, O being the origin of the axes, T designating the percentage of light energy in a circle of radius R of the spot relative to the total light energy of this spot, an increasing and substantially linear part of this curve being projected onto the OR axis along a segment, the radii of the circles delimiting the crown being respectively equal to the abscissa on the OR axis of the extreme points of this segment. 4. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication I, comportant 4. Device for implementing the method according to claim I, comprising - une source d'un faisceau lumineux monochromatique, - a source of a monochromatic light beam, - un récipient transparent contenant le mélange et disposé sur le trajet du faisceau lumineux, - a transparent container containing the mixture and placed on the path of the light beam, - des moyens pour faire circuler le mélange dans une section du récipient traversée par le faisceau et normale au sens de circulation, cette section étant suffisamment faible pour laisser passer les particules une à une, means for circulating the mixture in a section of the container crossed by the beam and normal to the direction of circulation, this section being sufficiently small to allow the particles to pass one by one, - un système optique convergent pour former dans son plan focal une tache de diffraction du mélange éclairé par le faisceau, - a converging optical system to form in its focal plane a diffraction spot of the mixture illuminated by the beam, - un diaphragme dont l'ouverture délimite dans le plan focal une portion de la tache, cette ouverture ayant la forme d'un secteur angulaire d'une couronne circulaire centrée au foyer du système optique convergent, a diaphragm, the opening of which delimits in the focal plane a portion of the spot, this opening having the shape of an angular sector of a circular crown centered at the focal point of the converging optical system, - un récepteur photoélectrique disposé pour recevoir la lumière de la portion de la tache à travers le diaphragme et capable d'émettre un signal électrique lorsqu'une particule passe dans la section du récipient, l'amplitude des signaux étant une fonction croissante de la grosseur des particules - a photoelectric receiver arranged to receive the light from the portion of the spot through the diaphragm and capable of emitting an electrical signal when a particle passes through the section of the container, the amplitude of the signals being an increasing function of the size particles - et un compteur relié à la sortie du récepteur pour compter les signaux, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - and a counter connected to the output of the receiver for counting the signals, characterized in that it further comprises - un discriminateur branché entre la sortie du récepteur et l'entrée du compteur - a discriminator connected between the receiver output and the counter input - et ni-1 autres compteurs analogues audit compteur et connectés à la sortie du discriminateur, de manière que les ni compteurs comptent les signaux électriques dont l'amplitude est comprise respectivement dans ni intervalles d'amplitudes déterminées, la limite supérieure d'un intervalle de rang i étant égale à la limite inférieure de l'intervalle de rang i +1, i étant un nombre entier prenant successivement toutes les valeurs de 1 àni-1, les ni intervalles juxtaposés couvrantune plage d'amplitude de signaux correspondant s un écart déterminé entre une grosseur minimale ai et une grosseur maximale Ai de particule. - And ni-1 other counters analogous to said counter and connected to the output of the discriminator, so that neither counters count the electrical signals whose amplitude is respectively included in neither intervals of determined amplitudes, the upper limit of an interval of rank i being equal to the lower limit of the range of rank i +1, i being an integer successively taking all the values from 1 to ni-1, the ni juxtaposed intervals covering a range of amplitude of signals corresponding to a deviation determined between a minimum size ai and a maximum particle size Ai. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre 5. Device according to claim 4, characterized in that it further comprises - p-1 diaphragmes analogue audit diaphragme et délimitant p-1 portions de la tache, - p-1 diaphragms analogous to said diaphragm and delimiting p-1 portions of the spot, - p-1 récepteurs photoélectriques disposés pour recevoir respectivement la lumière des p-1 portions de la tache, - p-1 photoelectric receivers arranged to receive respectively the light from the p-1 portions of the spot, - p-1 discriminateurs reliés respectivement à la sortie des p-1 récepteurs - p-1 discriminators linked respectively to the output of the p-1 receivers -et nj compteurs, j étant un nombre entier prenant successivement les valeurs de 2 à p, les nj compteurs étant reliés respectivement à la sortie des p-1 discriminateurs. -and nj counters, j being an integer successively taking the values from 2 to p, the nj counters being connected respectively to the output of the p-1 discriminators.
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