FI81449B - Laser-doppleranordning foer bestaemning av storleken hos sfaeriska partiklar som roer sig i ett vaetskefloede. - Google Patents

Claims (7)

1. Laser-doppler-apparat för att bestämma storleken av rörliga sfäriska partiklar i ett fluidumflöde, varvid appa-raten innefattar en lasersträlgenerator (1, 3, 31, 32) för generering av tvä 1 rummet ätskilda lasersträlar (4, 5), fokuseringsorgan (6) för att fokusera lasersträlarna, sä att de fokuserade strälarna (7, 8; 15, 16, 36, 37) i ett fokuseringsplan (X, Z, Fig. 2) skär varandra under en given vinkel (Θ) i en skärningspunkt i en mätvolym (9, 38), soin passeras av en del av fluidumflödet, fotoelektriska detek-tororgan för att detektera den spridda strälning, som föror-sakas av en rörlig partikel (10) i fluidumflödet pä olika ställen i rummet utanför mätvolymen (9, 38), och generera elektriska signaler säsom svar därpä, samt signalbehand-lingsorgan för att bestämma partikelstorleken pä basis av nämnda elektriska signaler, kännetecknad av att detektororganen innefattar tvä mätdetektorer (17, 18; 41, 42) samt organ för att reglera detektorerna tili rumslä-gen, för vilka i ett detekteringsplan strälriktningarna frän nämnda skärningspunkt tili mätdetektorerna (17, 18; 41, 42) har en vinkelseparering svarande mot en förutbestämd maximal partikelstorlek för att motta spridda strälar frän den rörliga partikeln i form av dopplersignaler med olika fas för de tvä mätdetektorerna (17, 18; 41, 42), varvid nämnda signalbehandlingsorgan innefattar organ för att kombinera signalerna frän de tvä mätdetektorerna (17, 18; 41, 42) för att ästadkomma en resulterande fasskillnads-signal (Φ^), och varvid organ är anordnade att separera resulterande fasskillnadssignaler, förorsakade av en fas-skillnad mellan dopplersignalerna för de tvä mätdetektorerna (17, 18; 41, 42) överstigande 2n.

2. Laser-doppler-apparat enligt patentkravet 1, kännetecknad av att nämnda separeringsorgan innefattar en referensdetektor (19, 43), för vilken strälriktningen frän nämnda skärningspunkt sträcker sig i detekteringsplanet mellan strälriktningarna tili de tvä mätdetektorerna, varvid nämnda signalbehandlingsorgan innefattar organ för att i9 81 449 kombinera signalen frän referensdetektorn (19) och signalen frän den ena mätdetektorn (17) för att ästadkomma en fasre-ferenssignal (Φκ) för att indlkera huruvlda en resulterande fasskillnadssignal (Φ^) förorsakas av en fassklllnad mellan dopplersignalerna frän de tvä mätdetektorerna (17, 18) över-stigande 2n.

3. Laser-doppler-apparat enligt patentkravet 2, k ä n -netecknad av att kombinationsorganen i nämnda sig-nalbehandlingsorgan innefattar en första fasmätanordning (20), som är ansluten tili de tvä mätdetektorerna (17, 18), en andra fasmätanordning (21), som är ansluten tili referensdetektorn och tili en av mätdetektorerna (17), en vali-ditetskrets (22), som är ansluten tili den andra fasmätan-ordningen (21), samt en logisk krets (23), som är ansluten tili validitetskretsen (22) och nämnda första fasmätanordning (20) för att överföra en resulterande fasskillnadssignal (ΦΜ) fr^n den första fasmätanordningen tili en parti-kelstorleksanalysator (24) säsom svar pä en päverkningssig-nal frän validitetskretsen (22), varvid nämnda validitets-krets (22) är avsedd att mata nämnda päverkningssignal endast när fasskillnadssignalen (Φκ) frän den andra fasmätanordningen (21) är mindre än eller lika med 2n/n, varvid n är förhällandet mellan vinkelsepareringen (a) mellan strälriktningarna i detekteringsplanet tili mätdetektorerna (17, 18), och vinkelsepareringen (a/n) mellan strälriktnin-garna i detekterinsplanet tili referensdetektorn (19) re-spektive nämnda ena mätdetektor (17).

4. Laser-doppler-apparat enligt patentkravet 2 eller 3, kännetecknad av att nämnda detektororgan innefattar en ytterligare referensdetektor (25) samt organ för att reglera nämnda detektor tili ett rumsläge, där sträl-riktningen tili densamma frän nämnda skärningspunkt sträcker sig utanför detekteringsplanet för strälriktningarna tili de andra detektorerna (17, 18, 19), och i ett sädant läge relativt strälriktningen tili en av de andra detektorerna (17), att den säsom svar pä en spridd strälning frän en 20 81 449 sfärisk partikel kommer att motta en dopplersignal, som har sanuna fas som för nämnda ena detektor (17) , varvid nämnda signalbehandlingsorgan innefattar organ för att kombinera signalerna frän nämnda ytterligare referensde-tektor (25) och nämnda ena mätdetektor (17) för att ästad-komma en fasjämförelsesignal (*q) och mata en utsignal, när nämnda fasjämförelsesignal (¢¢), svarande mot detekte-ring av en icke-sfärisk partikel, visar ett värde, som awiker frän noll.

5. Laser-doppler-apparat enligt patentkravet 4, k ä n -netecknad av att nämnda kombineringsorgan innefat-tar en ytterligare fasmätanordning (27), som är ansluten tili nämnda ytterligare referensdetektor (25) och nämnda ena mätanordning (17), samt en validitetskrets (27), som är ansluten tili nämnda fasmätanordning (27) för att överfö-ra nämnda utsignal tili nämnda partikelstorleksanalysator (24) säsom svar pä nämnda värde, vilket awiker frän noll, hos nämnda fasjämförelsesignal (Φc).

6. Laser-doppler-apparat enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att en doppler-frekvensanalysator (29) är ansluten tili en av nämnda detek-torer (17, 18, 19, 25) för att mata en hastighetsinforma-tionssignal.

7. Laser-doppler-apparat enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att regleringsor-gan (44-48) för nämnda detektorer (41, 43) är anordnade att reglera detektorerna tili rumslägen i ett variationsomräde ned tili en partikelstorlek av samma ordning som väglängden för lasersträlningen, varvid organ hör samman med laser-strälgeneratorn (31, 32) för att reglera skärningsvinkeln (Θ) mellan de i mätvolymen fokuserade lasersträlarna (36, 37).