RU1807336C - Способ определени характеристик взвешенных частиц и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : производ т измерение размеров и концентраций частиц по параллельным электронным каналам. Измен ют эффективную величину счетного объема, уменьша  ее с увеличением концентрации . 2 с.,1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к оптическим методам контрол  параметров дисперсных систем, и может использоватьс  при контроле запыленности газов и жидкостей .

Целью изобретени   вл етс  уменьше- . ние погрешности измерений.

Схема устройства дл  реализации способа представлена на чертеже.

Устройство содержит осветитель 1, формирующий световой пучок 2, счетный объем 3, объектив 4, фотоприемник 5, первый пороговый элемент 6, дифференцирующую цепочку 7, аналоговый ключ 8,.первый 9 и второй 10 элементы И, инвертор 11, генератор синхроимпульсов 12, первый 13 и второй 14 одновибраторы, Элемент ИЛИ 15, третий элемент И 1 б, второй пороговый элемент 17, RS-триггер 18, счетчик 19 импульсов и амплитудный анализатор 20.

Работа осуществл етс  следующим образом .

Поток движущихс  со скоростью v исследуемых частиц пересекает пучок 2 света от

осветител  1 в. области счетного объема 3. Рассе нный частицами свет собираетс  объективом 4 на фотоприемник 5, формирующий электрические импульсы, соответствующие импульсам рассе нного света. Эти. импульсы поступают на первый пороговый элемент 6, на дифференцирующую цепочку 7 и аналоговый ключ 8. Генератор 12 формирует синхроимпульсы с периодом повторени  Т, большим времени t пролета частиц через счетный объем. Каждым синхроимпульсом запускаетс  одновибратор 13, формирующий , импульсы длительностью Т1«феально т определ етс  полосой пропускани  электрического тракта). Если в те- ,чение fi на выходе фотоприемника 5 есть сигнал от частиц, превосход щий заданное пороговое напр жение, установленное на элементе 6, то элемент И 9 выдает импульс, поступающий на счетчик 19. При этом истинна  концентраци  п св зана с измер емой концентрацией m соотношением

n vlln1-mVoел

С

00

о

VI СО

со о

где V0 - величина счетного объема, mV0 Nc4/No6, .

NC4 - количество импульсов, сосчитанных за определенное врем  счетчиком 19,

ч Мое - количество синхроимпульсов за то же врем .

Относительна  погрешность измерени  концентрации не более 10%.

Измерение размеров частиц производитс  независимо от измерени  концентраций. Задним фронтом импульса с одновибратора 13 запускаетс  второй одновибратор 14, формирующий импульс длительностью та nt (но. Ti+ ). Сигнал с одновибратора 14 поступает на один из входом второго элемента И 10. При отсутствии на выходе фотоприемиика 5 сигналов от частиц на выходе порогового элемента 6 устанавливаетс  потенциал логической О, а на выходе инвертора 11 - логическа  1. То есть в первый же момент (в пределах та) отсутстви  частиц в счетном объеме на выходе элемента И 10 устанавливаетс  потенциал. 1, запускающий RS-триггер 18. Сигнал с этого триггера открывает аналоговый ключ 8. Возвращение триггера в исходное состо ние и закрытие ключа 8 осуществл етс  сигналом с первого элемента ИЛИ 15, оба входа которого реагируют на задний фронт соответствующих сигналов - с выхода одно- вибратора 14 и с выхода второго порогового элемента 17. В свою очередь, подключенный к дифференцирующей цепочке 7 поро-, говый элемент 17 формируют импульсы, начало которых совпадает с началом импульсов от частиц, а конец - с моментом достижени  этим импульсов максимального значени  (когда производна  импульса во времени равна нулю). Таким образом, ключ 8 закрываетс  в момент достижени  сигналом с фотопрйемника максимального значени , либо, если такового событи  не произошло, в момент окончани  та. При этом-на амплитудный анализатор 20 проход т только те импульсы (в пределах TZ), перед которыми сигнал на выходе фотоприемника был равен нулю, т.е. импульсы от предыдущих частиц уже успели . закончитьс . Однако возможны ситуации, когда импульс от частицы не успевает до окончани  Т2 достигнуть максимального значени . В этом случае анализ его амплитуды привел бы к искажению размеров час- . тицы. С целью устранени  из регистрации таких усеченных импульсов на управл ющий вход амплитудного анализатора 20, разрешающий запись информации, подаетс  сигнал с.третьего элемента И 16. При отсутствии этого сигнала информаци  в момент окончани  Г2 автоматически стираетс . В свою очередь запись информации в амплитудном анализаторе произойдет лишь тогда, когда импульс с фотоприемни- ка достигнет максимального значени  до окончани  Г2. Таким образом, определение размеров частиц производитс  по амплитудам только тех импульсов, фронты которых совпадают со вторым подынтервалом, т.е. до

начала которых закончились предыдущие импульсы от других частиц. При этом длительность Т2(0,7-0,8) т,

По сравнению с прототипом положительный эффект состоит в уменьшении погрешности определени  размеров частиц без уменьшени  диапазона измер емых концентраций.„ .

Claims (3)

1. Способ определени  характеристик взвешенных частиц, состо щий в том, что освещают поток частиц световым пучком и регистрируют в течение временных интер- валов, длительность которых выбирают меньшей времени пролета частиц через счетный объем, импульсы рассе нного частицами света, по которым суд т о характеристиках взвешенных частиц, отличаю

щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  погрешностей измерений, формируют временные интервалы в виде двух соседних подынтервалов, причем длительность первого подынтервала выбирают минимально возможной, а длительность второго - не

меньшей длительности передних фронтов импульсов рассе нного частицами света, при этом о концентрации частиц суд т по средней частоте следовани , импульсов, совпадающих с первым подынтервалом, а о размерах частиц - по амплитудам импульсов , передние фронты которых совпадают с вторым подынтервалом.

2. Способ по п.1, отличающийс  тем, что определ ют моменты достижени  максимального значени  импульсами, передние фронты которых совпадают с вторым подынтервалом, выдел ют импульсы, дл  которых эти моменты наход тс  в пределах второго подынтервала, и о размерах частиц суд т по амплитудам выделенных импульсов .

3. Устройство дл  определени  характеристик взвешенных частиц, содержащее ос- ветитель, на оптической оси которого расположен счетный объем, с которым через объектив оптически сопр жен фотогрй- емник, которого соединен с входом порогового элемента и информационным

входом аналогового ключа, выходы которых соединены соответственно с первым входом первого элемента И информационным входом амплитудного анализатора, инвертор , вход которого соединен с выходом поро- гового элемента, а выход - с первым входом второго элемента И, последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго одновибратора, элемент ИЛИ, RS-триггер и.счетчик импульсов, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  погрешностей измерений, в него дополнительно введены генератор синхроимпульсов , дифференцирующа  цепочка и второй пороговый элемент, элемент ИЛИ выполнен со срабатыванием по передним фронтам импульсов по обоим входам, причем выход генератора синхроимпульсов соединен с входом

10

15

первого одновибратора, второй вход первого элемента И - с выходом первого одновибратора , выход первого элемента И - с входом счетчика импульсов, выход второго одновибратора - с вторым входом второго элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, вход дифференцирующей цепочки - с выходом фотоприемника, а выход - с входом второго порогового элемента, выход последнего - с вторым входами элемента ИЛИ и третьего элемента И, причем третий элемент И выполнен со срабатыванием по второму входу по переднему фронту импульса, S и R-входы RS-триггера соединены соответственно с выходами второго элемента И и элемента ИЛИ, выход RS-триггера - с управл ющим .входом аналогового ключа, а выход третьего элемента И - с управл ющим входом амплитудного анализатора,