SU1173264A1 - Способ измерени размеров частиц - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ, включающий формирование потока прозрачной среды с частицами, освещение этого потока параллельным и соосным с ним пучком света, выдег ление с помощью приемной оптической системы измерительного объема, регистрацию рассе нного света от отдельных частиц в измерительном объеме , преобразование света в электрические импульсы и измерение их амплитуды , отлйчающийс.  тем, что, с целью повышени  точности измерени  размеров частиц путем исключени  .погрешности, св занной с неравномерностью распределени  интенсивности освещающего пучка, поток прозрачной среды с частицами формируют таким образом, чтобы в пределах измерительного объема поперечный относительный профиль скоростей потока совпадал с относительным поперечным профилем интенсивности светового потока в пучке, дополнительно измер ют длительность электрических . импульсов, а о размерах частиц суд т по произведению сигналов, соответствующих амплитуде и длительности импульсов. 2.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что формируют поток прозрачной среды в пределах измерительного объема, поперечный относительный профиль которого параболический , а относительный поперечный профиль интенсивности светового потока - гауссовский. 3.Способ по п. 2, отличающий с тем, что дл  определе-. ни  размеров используют электрические импульсы с заданным превышением длительности над ее минимальным значением.

Description

Изобретение относитс  к контрольно измерительной технике и может най ти применение в биологии, медицине, химической промьшленности, метеорологии и при Контроле :загружений. окружающей среды. Целью изобретени   вл етс  повыш ние точности измерений размеров частиц путем исключени  погрешности св занной с неравномерностью распре делени  интенсивности осветаюшего пучка. На чертеже приведена схема реали зации предлагаемого способа. Устройство содержит проточную кювету 1, в которой формируют поток прозрачной среды с частицами. Соосно с потоком 2 направл ют параллел ный пучок света от источника 3. С помощью приемной оптической системы состо щей из объектива 4, диафрагмы 5, вьщел ют измерительный объем 6, в котором производитс  регистраци  рассе нного света от отдельных, частиц фртоприемниками 7. Прошедший через среду свет попадает в светоловушку 8. Амплитуды импульсных сигналов с выхода фотоприемника изм р ют с помощью измерител  амплитуды 9, а длительность - с помощью измери тел  длительности 10. Перемножение сигналов, соответствуюющих их ампли туде и их длительности, осуществл ют в блоке 11. Аналиэ произведени  позвол ет определить размеры частиц в блоке 12. Формируют поток прозрачной среды с частицами таким образом, чтобы в пределах измерительного объема попе речный профиль относительных скоросте совпадал с относительным поперечным профилем интенсивности света светового потока в пучке, В этом случае относительный поперечный профиль скорости имеет вид (r)/Vo, где V(r) - скорость потока в поперечном сечении при изменении радиуса потока г; Vjj - скорость на оси потока. В этом случае скорость движени  час тиц, совпадающа  со скоростью потока , определ етс  уравнением V(r)Vo-fv. Аналогично имеем дл  распределени  интенсивности света в измерительном объеме J(r)Jo- ), где J(r) интенсивность света в пучке при изменении радиуса его г; IQ - интенсивность света на оси пучка; f. (г) - функци  распределени  интенсивности по .сечению пучка. Амплитуда U электрического сигнала пропорциональна размеру частиц А интенсивности света 1(г) в том сече-, НИИ, где она проходит измерительный объем, т.е. U.A.I(r)AIe fj (r); Дпительность электрического сигнала t определ етс  длиной измерительного объема вдоль потока L и скоростью движени  частиц V(r) VX) ) fv(r) где i.0 - длительность сигналов от частиц, регистрируемых на оси потока . Произведение амплитуды сигнала от частиц на его длительность дает следующую величину С: -Т А 1„ Т f4u. - f«(r) При одинаковых относительных . профил х интенсивности света и скорости потока f-|(r)fy(r) произведение зависит только от размера частиц и неравномерное освещение потока не сказываетс  На точности измерений. Дл  большинства измерительных устройств распределение скорости потока по каналу описываетс  параболическим законом распределени  2г v(r)v4i-(-3-) , где d - диаметр канала. Освещение потока производитс  источником света, распределение интенсивности в пучке описываетс  гауссовской функцией J(r)roexp -(|E/J, где Ь - параметр распределени . Учитыва  разложение в р де гауссовской функции распределени  интенисвност  света в пучке получаем выражение Лг)(2)Ч . 1 (2г -1 2 Ъ 4 Поскольку вклад третьего и последующих членов мал, можно ограничитьс  только двум  первыми членами и вьфажёние приобретает вид. :t(r)(-). т.е. распределение интенсивности с 31 большой точностью описываетс  параболической функцией. Подобрав , получаем, как и дл  общего случа : произведение амплитуды сигнала на его длительность зависит только от размера частиц. При регистрации частиц вблизи стенок измерительного канала возраста ет уровень паразитных засветок, которые способнь снизить получаемую точность измерений. Наблюдаетс  больша  разница в .параболическом профи- 64 . 4 ле скорости и гауссовском распределении интенсивности при удалении к стенкам. Но вместе с тем увеличиваетс  и длительность регистрируемых электрических сигналов, причем регистраци  импульсов с заданным превышением длительности над ее минимальным значением позвол ет ввести ограничени  на регистрацию частиц, движущихс  в потоке на определенном рассто нии от центра. Такое повышение может составл ть например 1,1 раза.

Claims (3)

1. Авторское свидетельство СССР Д 1078283, кл. G 01 N 15/00, 1982, ,, . 1 . СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ, включающий формирование потока прозрачной среды с частицами, освещение этого потока параллельным и соосным с ним пучком света, выде-’ пение с помощью приемной оптической системы измерительного объема, регистрацию рассеянного света от отдельных частиц в измерительном объеме, преобразование света в электрические импульсы и измерение их амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения размеров частиц путем исклю чения погрешности, связанной с неравномерностью распределения интен^ сивности освещающего пучка, поток прозрачной среды с частицами формируют таким образом, чтобы в пределах измерительного объема поперечный относительный профиль скоростей потока совпадал с относительным поперечным профилем интенсивности светового потока в пучке, дополнительно измеряют длительность электрических .

   импульсов, а о размерах частиц су дят по произведению сигналов, соответствующих амплитуде и длительности импульсов.
2. 2. Способ поп. ^отличающийся тем, что формируют поток прозрачной среды в пределах измерительного объема, поперечный относительный профиль которого параболический , а относительный поперечный профиль интенсивности светового по тока - гауссовский.
3. 3. Способ поп. 2, отличающий с .я тем, что для определе-. ния размеров используют электрические импульсы с заданным превышением длительности над ее минимальным значением.