SU1173265A1 - Оптико-электронный способ измерени размеров и концентрации дисперсных частиц и устройство дл его осуществлени (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Оптико- электронный способ измерени  размеров и концентрации дисперсных частиц, включающий освещение потока частиц в измерительном объеме двум  световыми пучками и ре .генерацию импульсов рассе нного света с последующим их анализом, о тлнчающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  концентраций, формируют световые пучки с поперечным сечением в измерительном объеме в виде полуколец с отношением ширины полукольца к его среднему диаметру, не превышающим 0,1, располагают световые пучки один за другим по ходу потока частиц или смещают их относительно друг друга в направлении, перпендикул рном потоку частиц на рассто ние не меньшее диаметра полуколец, а поток час- тиц направл ют перпендикул рно диа .метру полуколец.

Description

,

t

2, Оптико-электронное устройство дл  измерени  размеров и концентрации дисперсных частиц, включающее оптически св занные осветитель, светоделительную систему, объектив и приемо-анализирующий блок, о т л ичающее с  тем, что йветоделительна  система вьшолнена в виде последовательно установленных аксикона с преломл ющим углом, не менее чем в 10 раз превосход щим угол расхождени  пучка света, и составной призмы, в которой плоскопараллельна  пластина по плоскости, перпендикул рной параллельным поверхност м, сочленена с призмой Дове, причем призма установлена вдоль оптической оси, а граница сочленени  составной призмы на торце, обращенном к аксикону , расположена на оси и перпендикул рна направлению потока частиц.

73265

3. Оптико-электронное устройство дл  измерени  размеров и концентрации дисперсных частиц, включающее оптически св занные осветитель, светоделительную систему, объектив и приемно-анализирующий блок, отличающеес  тем, что светоделительна  система выполнена в виде последовательно установленных аксикона с преломп ющим углом, не менее чем в 10 раз превосход щим угол расхождени  пучка света, и составной призмы, в которой плоскопараллельна  пластина по плоскости, перпендикул рной параллельным поверхност м, сочленена с оптическим клином, преломл ющий угол которого выбран не меньшим преломл ющего угла аксикона, причем преломл ющее ребро клина параллельно направлению потока частиц .

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может найти применение при определении характеристик дисперсных систем в химической промьщ1ленности, метеорологии, медицине, при контроле загр знений газов и жидкостей.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  концентраций .

На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид поперечного сечени  пучков в потоке частиц, когда пучки размещены друг под другом; на фиг. 3 - вид поперечного сечени  пучка, когда пучки сдвинуты один относительно другого поперек потока.

Устройство содержит источник света 1, формирующий пучок света с мапой расходимостью, например одномодовый лазер, светоделительную систему 2, включакицую аксикон 3 с преломл ющим углом Y не менее чем в 10 раз превышающим угол расходимости пучка света, плоскопараллельную пластину 4, котора  по плоскости, перпендикул р-, ной параллельным поверхност м, сочленена с преломл к дим элементом 5

J призмой Дове или оптическим клином). бъектив 6 фокусирует прошедшие пучки в поток частиц, направление которого показано стрелкой 7. На пути ерассе нного светового потока установлена светоловушка 8, а на пути рассе нного под заданным углом света - приемно-анализирующа  аппаратура 9, включающа  фотоприемник 10 и электронный анализатор 11. Граница сочленени  плоскопгГраллельной пластины 4 с преломл ющим элементом 5 пр молинейна, проходит через оптическую ось, обусловленную осветителем 1, аксиконом 3, объективом 6, и перпендикул рна направлению потока дисперсных частиц 7. Освещающиес  пучки в месте анализа частиц в своем сечении приобретают вид полуколец (фиг.2 и 3). В том случае, когда в качестве преломл ющего элемента 5 служит призма Дове, полукольца размещены друг под другом (фиг.2). Когда используетс  оптический клин с преломл ющим ребром, параллельным потоку 7 частиц, полукольца смещены относительно друг друга в направлении, перпендикул рном потокучастицГфиг.З), не менее чем на диаметрполукольца. 3 Устройство работает следующим образом. Пучок света от источника 1 падает на аксикон 3, на выходе которого образуетс  конический пучок с углом раствора. 2б. Излучение, прошедшее через верхнюю половину аксикона, проходит через преломл ющий элемент 5,втора  же половина пучка проходит через плоскопараллельную пластину 4 Таким образом, из исходного пучка формируетс  два пучка, каждый из которых полуконический, поскольку на преломл ющий элемент 5 и пластину 4 попадает только соответствующа  половина поперечного сечени  пучка. Затем оба пучка объективом 6 фокусируютс  в поток частиц в счетный объем прибора. При этом в фокальной плоскости объектива 6 каждый пучок имеет в поперечном сечении вид полукольца . Лини  максимальной интенсивности в каждом полукольце имеет вид полуокружности с центром, совпадающим с центром полукольца. Частицы, пролета  два пучка света , имеющих вид полуколец, дают, засветку фотоприемника в виде идентичных импульсов. По амплитуде импульсов суд т о размерах частиц, по количеству импульсов определ ют концентрацию частиц. Аксикон с преломл ющим углом, в 10 раз превосход щим угол расхождени  пучка света источника, позвол ет получить малую веро тность прохождени  частицы на краю освещенной зоны поэтому ширина полукольца и по среднему диаметру не превышает 0,1. В том случае, когда граница сочленени  плоскопараллельной пластины с 654 преломл ющим элементом проходит через оптическую ось, удаетс  получить полукольца разных размеров и интенсивности . Ориентаци  границы сочленени  плоскопаралпельной пластины с преломл к цим элементом перпендикул рно потоку позвол ет разместить освещающие пучки в потоке дисперсных частиц или один под одним, или смещенными относительно друг друга, но с выпуклостью полукольцевого освещени , направленного вдоль потока частиц. В том случае, когда преломл ющий элемент выполнен в виде призмы Дове, конический пучок после аксикона 3 оборачиваетс  на. отражающей грани, благодар  чему после объектива 6 пучки размещаютс  один под другим, с выпуклостью освещенных пучков, направленной в одну сторону. Дп  полуколец, размещенных друг под другом, удаетс  разместить их в непосредственной близости друг от друга, поэтому измерительный объем становитс  мал и удаетс  проводить измерени  при.больших концентраци х частиц. В том случае, когда преломл ющий элемент выполнен в виде оптического клина, происходит отклонение освещающего пучка, имеющего в сечении вид полукольца в направлении, перпендикул рном потоку частиц. В этом случае кажда  частица дает один импульс засветки. При таком размещении освещающих пучков по вл етс  возможность регистрировать частшда при их малых концентраци хj когда становитс  малой веро тность пересечени  частиц освещенного объема.

Фиг.З

Claims (3)

1. Оптико-электронный способ измерения размеров и концентрации дисперсных частиц, включающий освещение потока частиц в измерительном объеме двумя световыми пучками и регенерацию импульсов рассеянного света с последующим их анализом, о тлич ающий ся тем, что, с , целью расширения диапазона измерения концентраций, формируют световые пучки с поперечным сечением в измерительном объеме в виде полуколец е отношением ширины полукольца к его среднему диаметру, не превышающим 0,1, располагают световые пучки один за другим по ходу потока частиц или смещают их относительно друг дру- § га в направлении, перпендикулярном | потоку частиц на расстояние, не мень- К шее диаметра полуколец, а поток час— If тиц направляют перпендикулярно диаметру полуколец. s

Φυι 1

2. Оптико-электронное устройство для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц, включающее оптически связанные осветитель, светоделительную систему, объектив и приемо-анализирующий блок, о т л ичающее ся тем, что Светоделительная система выполнена в виде последовательно установленных аксикона с преломляющим углом, не менее чем в 10 раз превосходящим угол расхождения пучка света, и составной призмы, в которой плоскопараллельная пластина по плоскости, перпендикулярной параллельным поверхностям, сочленена с призмой Дове, причем призма установлена вдоль оптической оси, а граница сочленения составной призмы на торце, обращенном к аксикону, расположена на оси и перпендикулярна направлению потока частиц.

3. Оптико-электронное устройство для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц, включающее оптически связанные осветитель, светоделительную систему, объектив и приемно-анализирующий блок, отличающееся тем, что светоделительная система выполнена в виде последовательно установленных аксикона с преломляющим углом, не менее чем в 10 раз превосходящим угол расхождения пучка света, и составной призмы, в которой плоскопараллельная пластина по плоскости, перпендикулярной параллельным поверхностям, сочленена с оптическим клином, преломляющий угол которого выбран не меньшим преломляющего угла аксикона, причем преломляющее ребро клина параллельно направлению потока частиц.