SE427387B - Anordning for metning och tarering av en graderingskurva for en fotoelektrisk analystor for analys av aerosoler - Google Patents

Description

78Û7'?6'7-4 över en fotoelektrisk analysator för aerosoler är känd, vilken analysator innefattar ett munstycke, en ljuskälla och en foto- elektrisk ljusmottagare, som för enkelhets skull kan kallas fo- tocell. Ljuskällan och fotocellen är avsedda att optiskt kopp- las med varandra medelst en aerosolpartikel, som skall kontrol- leras när denna passerar genom munstycket. I denna kända anord- ning ingår dels en bländare med ett kalibrerat hål för avbry- tande av ljusflödet, dels en elektrisk motor för manövrering av bländaren, och dels en ljusledare, som är avsedd att optiskt koppla anordningen till den fotoelektriska aerosolanalysatorn.

Vid denna kända anordning användes emellertid en icke reglerbar ljuskälla i själva den fotoelektriska aerosolanalysa- torn, varför endast en enda bestämd punkt på graderingskurvan kan återställas, nämligen den som motsvarar en enda diameter hos aerosolpartikeln, under det att mätpålitligheten för hela diameterområdet för partiklar icke kontrolleras, vilket resul- terar i avsevärda mätfel.

Denna kända anordning säkerställer dessutom endast kon- troll av en enda krets för ljusflödeskällan i den fotoelektriska analysatorn, varför man inte kan lokalisera uppkomsten av mät- fel i analysatorns övriga enheter. Även detta leder till en ök- ning av det totala mätfelet.

Nämnda kända anordning utgör dessutom en enhet av analy- satorn och mäste underhållas metrologiskt vid användning av ana- lysatorn, vilket inte med säkerhet är möjligt vid en sådan ut- formning av denna kända anordning, som erfordrar en speciell optisk justering och inte är ägnad för anpassning till standard- mätapparaters kontrollkretsar. Med metrologi avses som bekant > läran om mått och vikter.

Uppfinningen enligt huvudkravet gör det i första hand möjligt att skapa en anordning för mätning och tarering av en graderingskurva över en fotoelektrisk aerosolanalysator, vilken anordning är så utformad och försedd med sådana extra enheter, att man kan minska den optiska brusnivån i anordningen, att öka mätnoggrannheten och minska graderingstiden för analysatorn samt att avskilja analysatorns mätfelskomposanter.

Uppfinningen gör det möjligt att konstruera en graderings- kurva för hela partikelstorleksområdet för aerosoler, vilket bi- drar till att i hög grad öka graderingsnoggrannheten för den jo- toelektriska aerosolanalysatorn. 78077674» Den gör det dessutom möjligt att minska den optiska brus- nivån, varigenom storleksområdet för de aerosolpartiklar, som skall imiteras, ökas i riktningen för storleksriktningen.

Uppfinningen gör det vidare möjligt dels att bestämma sök- riktningen för fel, varigenom man kan avskilja analysatorns mät- felskomposanter, och dels att ersätta den arbets- och tidskrä- vande graderingen av analysatorn medelst verkliga materialla aerosolpartiklar med graderingen medelst ljuspulser, vilka imi- terar passage av reella partiklar, vilket avsevärt minskar gra- deringstiden.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hjälp av exempel enligt bifogade ritning, vars fig. 1 visar en anordning enligt uppfinningen för mätning och tarering av en fotoelektrisk aero- solanalysators graderingskurva, fig. 2 visar en anordning för nyssnämnd mätning och tarering och för mätning av ljusflödet i en arbetszon för analysatorn och fíg. 3 och Ä visar en referens- graderingskurva resp. en graderingskurva för en analysator.

Fig. 1 visar en anordning för mätning och tarering av en fotoelektrisk aerosolanalysators l graderingskurva. Analysatorn innehåller en ljusledare 2, som sträcker sig genom analysatorns l munstycke 3. Den ände av ljusledaren 2, som befinner sig inuti analysatorn l mitt i en arbetszon U, är utformad som en kula 5, vilken likformigt fördelar ljusflödet i analysatorns 1 arbetszon H. Ljusledarens 2 andra ände har en plan ändyta 6 och är innesluten i en ihålig cylindrisk kropp 7,som nedan benämnes mantel. Ljusledaren 2 med manteln 7 är fixerad i ett hölje 8.

Anordningen innefattar dessutom en enhet 9 för alstrande av reglerbara ljuspulser och en enhet 10 för mätning av ljus- flödet i den fotoelektriska aerosolanalysatorns l arbetszon H.

Dessa enheter är avsedda att anordnas växelvis ovanför ljusle- darens 2 plana ändyta 6. Enheten 9 innefattar en elmotor ll och en i en kåpäâanordnad, med ett kalibrerat hål lä försedd ljus- flödesbländare 13, som medelst skruvar 16 är fäst på motorns ll axel 15. Bländaren 13 har formen av en skål eller en med botten försedd hylsa, i vilken är anordnad en ljusflödeskälla 17, som är fäst vid kåpan l2 medelst en skruv 18 på sådant sätt, att dess ljusflöde, efter att ha passerat genom bländarens 13 kalibrerade hål lä, träffar ljusledarens 2 plana ändyta 6. Bländarens 13 mot ljusflödeskällan 17 vända yta är 7807767-42 försedd med en ljusabsorberande beläggning 19. Källan 17 är kopplad till en utgång 20 från en ljusflödesregulator 21, som innehåller en elektrisk strömkälla 22 och en strömmätare 23 med en elektrisk utgång, som utgör även regulatorns 21 utgång 20. Enheten 10 innefattar en galvanometer 2Ä, en likspännings- källa 26 och en fotoelektrisk ljusmcttagare 27, som nedan kallas fotocell. Källan 26 och fotocellen 27 är anordnade i enhetens 10 kåpa 25 och kopplade till varandra. Även galvano- metern 24 är ansluten till källan 26. På enheternas 9 och 10 kåpor 12 resp. 25 är fästa ett slags bussningar eller hylsor 28 (fíg. 1, 2), vilka - då enheten 9 enligt fig. l eller en- heten 10 enligt fig. 2 anordnas för användning - anligger på ljusledarens 2 hus 8 (fig. 1, 2), varvid hylsans 28 geometris- ka axel sammanfaller med ljusledarens 2 optiska axel. Analy- satorn l innehåller en fotocell (ljuselektrisk mottagare) 29, som är anordnad i omedelbar närhet av arbetszonen U och an- sluten till en förstärkare 30 för elektriska pulser. På fokal- distans från arbetszonens Ä centrum är ett objektiv 31 anord- nat, och på andra sidan om objektivet 31 är en ljuskälla 32 anordnad. Analysatorns l förstärkare 30 är kopplad till en pulsvoltmeter 33.

I fig. 2 visas en utföringsform av anordníngen enligt uppfinningen för mätning och tarering av graderingskurvan över en fotoelektrisk aerosolanalysator, vilken anordning är avsedd för mätning av ljusflödet i den fotoelektriska analysatorns 1 arbetszon 4, då enheten 10 är anordnad ovanför den plana änd- ytan 6 och husets 25 yttre hylsa 28 är anordnad på ljusleda- rens 2 hölje 8.

Denna anordning fungerar på följande sätt.

Ljuskällan 32 enligt fig. l och 2 hos den fotoelektriska aerosolanalysatorn 1, som skall kunna graderas eller kalibreras medelst anordningen enligt uppfinningen, alstrar en till analy- satorns l arbetszon H fokuserad ljusstråle. Då de genom mun- stycket 3 passerande aerosolpartiklarna träffar ljusstrålen, reflekterar och sprider dessa partiklar ljuspulser, vilkas varaktighet bestämmes av partiklarnas löptid genom arbets- zonen 4. Dessa ljuspulser avkännes av analysatorns 1 fotocell 29 och omvandlas till elektriska pulser, vilkas spänningsamp- J 7807767-4 lítud U är proportionell mot storleken av de genom arbetszonen 4 passerande aerosolpartiklarna. Sambandet mellan de av analy- satorns l pulsförstärkare 30 avgivna elektriska pulsernas spänningsamplitud U, som avkännes av pulsvoltmetern 33, och partikeldiametern d representeras av en i fig. 3 visad re- ferensgraderingskurva 34 för analysatorn 1 enligt fig. 1 och 2.

Innan mätningen och tareringen av graderingskurvan 34 påbörjas, införes i arbetszonen U kulan 5 på ljusledaren 2, som är insatt i huset 8 medelst manteln 7.

För att mäta ljusflödet i analysatorns 1 arbetszon 4 placeras enhetens 10 kåpa 25 på ljusledarens 2 hölje 8 medelst hylsan 28. _ Det av ljuskällan 32 alstrade ljuset avkännes av kulan 5 och överföres via ljusledaren 2 till fotocellen 27, som är seriekopplad med likspänningskällan 26 och galvanometern 2U.

Avläsningen pâ galvanometern 2ü bestämmer komposanten av refe- rensgraderingskurvan 3U enligt fig. 3 över kretsen för analy- satorns l ljuskälla 32 (fig. 2) upp till analysatorns 1 arbets- zon 4. Ljuskällan 32 urkopplas därefter.

För att mäta och tarera den fotoelektriska aerosolanaly- satorns l graderingskurva placeras enhetens 9 kåpa 12 på ljus- ledarens 2 hölje 8 medelst hylsan 28.

Då den elektriska strömmen från ljusflödesregulatorn 21 tillföres ljusflödeskällan 17, passerar ljusstrålen genom det kalibrerade hålet lä i bländaren 13, som är vridbar medelst elmotorn ll med bestämt varvtal, och träffar ljusledarens 2 plana ändyta 6 samt överföres via ljusledaren 2 till ljus- ledarens 2 kula 5. De av avbrytaren 13 alstrade ljuspulserna sprides likformigt medelst kulan 5 över analysatorns l arbets- zon H, avkännes och omvandlas till elektriska pulser medelst fotocellen 29. Dessa elektriska pulser förstârkes av förstärka- ren 30 och tillföres pulsvoltmetern 33. Sambandet mellan de elektriska pulsernas av voltmetern 33 återgivna spänningsampli- tud U och den via källan 17 flytande ström, som ändras av regu- latorn 21, representeras av en i fig. 4 visad graderingskurva 35 för analysatorn l. Ifall denna graderingskurva 35 avviker från referensgraderingskurvan 3Ä enligt fig. 3 för analysa- torn l, återställer fotocellen 27 och analysatorns l förstår- J 180776744 kare 30 graderingskurvan 35 (fig. 4) över hela storleksområ- det för de partiklar, som skall kunna kontrolleras.

Själva anordningen enligt uppfinningen kan graderas me- delst referensmätapparater av standardtyp, varigenom anord- ningens alla parametrar kan bibehållas. Detta innebär, att mät- och tareringsnoggrannheten för analysatorns graderings- kurva konstanthålles under anordningens hela livslängd.

Claims (3)

780776'l~la 'mëatentkrav

1. Anordning för mätning och tarering av en graderings- kurva hos en fotoelekträsk analysator (1) för analys av aero- soler. I anordningen ingår ett munstycke (3), en ljuskälla (32) och en fotoelektrisk ljusmottagare (29), varvid ljuskällan (52) och ljusmottagaren (29) är avsedda att optiskt kopplas med varandra medelst en aerosolpartikel, som passerar genom munstycket (3). Dessutom ingår i anordningen dels en optisk bländare (15) med ett kalibrerat hål (lä), dels en elmotor '(1l), som är mekaniskt förbunden med bländaren (13), och dels en ljusledare (2), medelst vilken anordningen är optiskt kopp- lingsbar till analysatorn (1). Anordningen har följande k ä n n e t e c k e n. Ljusledaren (2) sträcker sig genom den fotoelektriska analysatorns (1) munstycke (3), varvid fljusledarens (2) inuti analysatorn anordnade ände är utfor- mad som en kula (5) för att likformigt fördela ljusflödet i analysatorns (1) arbetszon (4). En enhet (9) för alstrande av reglerbara ljuspulser och en enhet (10) för mätning av ljus- flödet i analysatorns (1) arbetszon är skiftesvis placerbara mittför ljusledarens (2) plana ändyta (6) för att vid denna placering tarera analysatorns gfaderingskurva respektive för att mäta ljusflödet i arbetszonen (Ä). Den ljuspulsalstrande enheten (9) innefattar en ljusflödeskälla (17), som är anordnad före den i enhetens (9) kåpa (12) anordnade ljusflödesblända- ren (13) så, att dess ljusflöde efter att ha passerat genom bländarens (13) kalibrerade hål (lä) träffar ljusledarens (2) plana ändyta (6). En ljusflödesregulator (21) är elektriskt kopplad till ljusflödeskällan (17). Enheten (10), för mätning av ljusflödet i analysatorns (1) arbetszon (U) innefattar en ljuselektrisk mottagare (27), Som är seriekopplad med en lik- ispänningskälla (26) och en galvanometer (2H) samt är optiskt kopplingsbar med ljusledarens (2) plana ändyta (6). Mottagaren ('7) och likspänningskällan (26) är anordnade i ett hus (25) .kring enheten (10) för mätning av ljusflödet i analysatorns vsofiíèšåF-(Ätlt (l) arbetszon (4).

2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k- n a d av att den ljuspulsalstrande enhetens (9) hus (12) och den ljusflödesmätande enhetens (l0) hus (25) är försedda med en hylsa (28), med vars hjälp vartdera huset (12, 25) är me- Éaniskt förbundet med ett ljusledaren (2) omgivande hölje (8), varvid hylsans (28) geometriska axel sammanfaller med ljus- ledarens (2) optiska axel.

3. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att bländarens (13) mot ljusflödes- källan (17) vända yta är försedd med en ljusabsorberande be- läggning (19) .