Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, может быть использовано в метеорологии, iбиологии , хР№ ической технологии, контроле загр знений окружающей среды дл измерени размеров и концентрации взвешенных частиц и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 940564. ( Цель изобретени - повышение тоЧ ноети измерений. На чертеже показана схема устройства; реализующего предлагаемый способ. Схема устройства содержит лазер 1. На пути светового пучр:а установлены дес хпектор 2 с блоком 3 управле ни , фокусирую)дз-ш объектив 4 и лог .лотитель 5, Устройство формировани потока частиц (не показано) обеспечивает дв1-шение-частиц с некоторой скоростью V через фокальную область объектива 4 в направлении, перпенцикул рном плоскости чертежа. Прием на система состоит из объектива 6, диафрагмы 7 пол зрени и фотоприем пика 8. К выходу фотоприемника 8 подключен компаратор 9, Первый логический элемент И 10 подключен однш входом через компаратор 9 к выходу фотоприемника 8. Первый инве тор 1I подключен своим входом к вхо ду элемента И 10, а выходом к одн му из входов второго элемента И 12, Лоп-гческий элемент ИЛИ 13 одним вхо дом подключен к выходу элемента И 123 а ВЫХОДОМ к разрешающему входу аналогового ключа 14, Аналоговый Бход этого ключа. подсоедш1ен к ЦЫХОДУ фотоприемника. 8, а выход к блоку обработки с амплитудным анализатором 15„ Выход блока 3 управлени под.ключен параллельно к одиому из входов второго одновибрато-45 ра 16 (дли хельность .импульсов которого равна длительности И1 шульсов рассе нного света) и к первому одновибратору 17 (задающе1хгу начало и конец времен.и регистрации, длительност .ь импульсов которого равна номинальному времени регистра1;и.и), Выход одновибратора 16 подключен к втором входу элемента И 10, выход . од1.товкбрагора Г/ подключен параллельно к втором входу второго элемента И J2 и к входу второго инвертора 18. Вьтход шшертора 18 подключен пар ал-, лельно к одному из входов третьего 50 элемента И 19 и к второму входу однов.ибратора 16. Второй вход элемента И 19 подключен к выходу элемента И 0, а выход - к второму входу элемента ИЛИ I3. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работа.ет следующим образом . Световой пучок от источника 1 фокусируют объективом 4 в поток исследуемЫх частиц и сканируют этот пучок в плоскости чертежа- с помощью дефлектора 2 с частотой f и амплитудой А. При этом частоту f выбирают, f исход из услови , где V , скорость двилшни частиц, .Д- размер фокального п тна по уровню, обеспечив заданную степень однородности освещенности счетногр объема (если, нащ5имер, степень однородности 90%, то Л определ етс по уровню 0,9 от максимального значени освещенности ). Световой пучок сканируют с посто нной скоростью (аналогично развертке в осциллографах). Нерассе нный свет гас т ловушкой 5, а свет, рассе нный исследуемыми частицами , объективом 6 собирают на фотоприем1 ик 8. Диафрагма 7 ограничивает размер счетного объема вдоль оптической оси объектива 4. При пролете частиц через счетный объем от каждой из них образуетс пачка импульсов рассе нного счета (преобразуемых фотогфиемником 8 в соответствующие электрические импульсы), причем временное положение каждого импульса в пачке относительно начала соответствующего пр мого хода сканировани однозначно определ етс координатой частицы в направлении сканировани . Блок 3 управлени формирует импульсь, задержанные относительно кгдздого пр мого хода сканировани , на заданную величину.Эти -импульсы запускают одновибратор 17, формирующрш импульс с длительностью, равной номинальному времени регистращш и превосход щей удвоенную длительность импульсов рассе нного света (при изме.нении этой длительности, как и .в известном способе, мен етс вел ичш а счетного объема), Одновременно с одновибратором 17 запускаетс и: одновибратор 16 с длительностью импульсов, равной длительности вькодных импульсов фотоприемника 8 (т.е. длительности импульсов 3 рассе нного света), Второй раз (за один цикл сканировани ) одновибратор 16 запускаетс задним фронтом и пульса с одновибратора 17, т.е. в конце номинального времени измерени . Когда .импульсы - с фотоприемника не совпадают во времени ни с началом , ни с концом номинального вре мени регистрации (т.е. с передним и задним фронтами импульса с одновибратора 17), при наличии логического потенциала 1 на выходе одновибратора 16 и соответственно на одном из входов элемента И 10 потенциал на выходе компаратора 9 и соответственно на втором входе элемента И 10 равен логическому О, соответственно на . выходе элемента И 10 потенциал равен О, а на выходе инвертора 11 (и на входе элемента И 12) потенциал равен 1. Пр этом потенциал на выходе элемента И 12, на выходе элемента ИЛИ 13 равен 1 в течение длительности им-. пульса с одновибратора 17, подключенного к второму входу элемента И 12 (в это врем потенциал на втором входе элемента 12 равен 1). Таким образом, аналоговый ключ 14 открываетс на врем действи импульса с одновибратора 17, задающего но минальное врем регистрации, В это врем импульсы с фотоприемника 8 поступают на блок обработки с ампли тудным анализитором 45, измер ющим амплитудыпачек импульсов, т.е. предлагаемый способ измерени совпа дает с известным. При этом неважны потенциалы на выходах инвертора 18 и элемента И 19. Когда импульс с фотоприемника 8 совпадает во времени с заданным началом времени регистрации, при наличин потенциала 1 на выходе одно вибратора 16, на выходе компаратора 9 также будет потенциал . Соответственно на выходе инвертора 10 потенциал равен 1, на выходе инвертора 11 потенциал равен О и на выходе элемента И 12 потенциал такж равен. О. В это врем потенциал на выходе одновибратора 17 равен I, на выходе инвертора 18 потенциал ра вен О. Соответственно на выходе элемента И 19 потенциал также равен нулю. 2 Таким образом, поскольку на обоих входах элемента ИЛИ 13 потенциал равен нулю, то на выходе он также равен О, и ключ 14 закрыт. При окончании поступлени импуль- са с фотоприемника 8 (очевидно, что этот импульс заканчиваетс не позже импульса с одновибратора 16, поскольку он начинаетс раньше, а длительности этих импульсов равны) на выходе элемента И 10 устанавливаетс потенциал О, на выходе инвертора 11 - потенциал 1, в результате ключ 14 открываетс до окончани оступлени импульса с одновибратора 17. Таким образом, при совпадении импульса рассе нного света с заданным началом времени регистрации это начало задерживают до окончани упом нутого импульса. Когда импульс с фотоприемника 8 совпадает во времени с заданным концом времени регистрации, т.е. с задним фронтом импульса с одновибратора 17 (до начала указанного импульса с фотоприемника 8, но после окончани импульса с одновибратора 16), потенциал на выходе элемента И 10 равен О , потенциал на выходе инвертора 11 равен 1 , потенциал на выходе одновибратора 17 равен 1 (номинальное врем регистрации еще не закончилось), потенциал на выходе элемента И 12 равен 1, и ключ- 14 открыт, В момент прихода импульса с фотоприемника 8 на входе элемента И 10, подключенном к инвер тору, устанавливаетс потенциал 1. В момент окончани номинального времени регистрации задним фронтом импульса с одновибратора 17 через инвертор 18 запускаетс одновибратор 16, и на соответствующем входе элемента И 10 устанавливаетс потенциал 1. В результате на выходе элемента И 10 устанваливаетс потенциал 1 (с момента окончани времени регистрации до момента окончани импульса с компаратора 9). После окончани импульса с одновибратора 17на выходе элемента И 12 потенциал равен О независимо от потенциала на выходе инвертора 11. Однако потенциал на выходе инвертора 18также равен 1 (поскольку им-, пульс с одновибратора 17 уже закончилс ) и пqтeнциaл На выходе элеменThe invention relates to instrumentation technology, can be used in meteorology, ibiology, chemical technology, environmental pollution control for measuring the size and concentration of suspended particles and is an improvement of the device according to the author. St. No. 940564. (The purpose of the invention is to increase the current of measurement networks. The drawing shows a diagram of the device; implements the proposed method. The scheme of the device contains a laser 1. On the path of the light beam: a decanter 2 is installed with a 3 control unit focusing) 4 and the log 5, the device for forming a stream of particles (not shown) provides two-part-particles with a certain velocity V through the focal region of the objective 4 in the direction perpendicular to the plane of the drawing. The reception on the system consists of lens 6, diaphragm 7 of the field of view and photoreceiver of peak 8. A comparator 9 is connected to the output of the photodetector 8, And the first logic element And 10 is connected by one input through a comparator 9 to the output of the photodetector 8. The first investor 1I is connected by its input to the input element I 10 and the output to one of the inputs of the second element 12 And the Lop element of the OR 13 one input is connected to the output of the element AND 123 and the OUTPUT to the enabling input of the analog key 14, Analog Bypass this key. connected to the photocursor CICILE. 8, and the output to the processing unit with the amplitude analyzer 15 "The output of the control unit 3 is connected in parallel to one of the inputs of the second 45 one-shot 16 (the duration of pulses of which is equal to the duration I1 of the scattered light) and the first one-shot 17 ( specifying the beginning and end of the recording time, the pulse duration of which is equal to the nominal time of the register 1; i.i), the output of the one-shot 16 is connected to the second input of the element And 10, the output. one is connected in parallel to the second input of the second element J2 and to the input of the second inverter 18. The connector of the curtain 18 is connected to the second input of the third 50 element 19 and to the second input of the single vibrator 16. Second input element AND 19 is connected to the output of the element AND 0, and the output is connected to the second input of the element OR I3. The device that implements the proposed method works as follows. The light beam from source 1 is focused by the lens 4 into the flow of particles under investigation and scan this beam in the plane of the drawing with the help of deflector 2 with frequency f and amplitude A. At the same time, frequency f is chosen, f based on where V is the speed of two particles,. D is the size of the focal spot in terms of the level, ensuring a given degree of uniformity of illumination of a counting volume (if, for example, a degree of uniformity of 90%, then A is determined by the level of 0.9 of the maximum value of illumination). The light beam is scanned at a constant speed (similar to scanning in oscilloscopes). The unscattered light is extinguished by the trap 5, and the light scattered by the particles under study is collected by a lens 6 for photodetector 8. Aperture 7 limits the size of the counting volume along the optical axis of the lens 4. When the particles pass through the counting volume, each of them produces a packet of scattered pulses counting (converted by the photogofessional 8 to the corresponding electrical pulses), and the time position of each pulse in the packet relative to the beginning of the corresponding forward scan stroke is uniquely determined by the coordinate of the particles s in the direction of scanning. The control unit 3 generates a pulse, delayed relative to the crawl of the forward scan rate, by a predetermined value. These pulses trigger a single vibrator 17, which generates a pulse with a duration equal to the nominal time of the scattered light (when this duration is changed , as well as in the well-known method, varies with ich of a countable volume), Simultaneously with the one-shot 17 also starts: the one-shot 16 with a pulse duration equal to the duration of each photo pulse The receiver 8 (i.e., the duration of the pulses 3 of the scattered light). For the second time (in one scanning cycle), the one-shot 16 is triggered by the falling edge and the pulse from the one-shot 17, i.e. at the end of the nominal measurement time. When the pulses from the photodetector do not coincide in time with either the beginning or the end of the nominal registration time (i.e., the leading and falling edges of the pulse from the one-vibrator 17), if there is a logical potential 1 at the output of the one-vibrator 16 and respectively from the inputs of the element And 10 the potential at the output of the comparator 9 and, respectively, at the second input of the element And 10 is equal to logical O, respectively on. the output of the element And 10 the potential is O, and the output of the inverter 11 (and at the input of the element And 12) potential is 1. Pre this potential at the output of the element And 12, at the output of the element OR 13 is 1 for the duration im-. pulse from the one-shot 17 connected to the second input element And 12 (at this time the potential at the second input element 12 is 1). Thus, the analog switch 14 is opened for the duration of the pulse from the one-shot 17, which sets the nominal recording time. At this time, the pulses from the photodetector 8 arrive at the processing unit with an amplitude analyzer 45 measuring the pulse amplitude, i.e. The proposed measurement method coincides with the known one. In this case, the potentials at the outputs of the inverter 18 and element I 19 are unimportant. When the pulse from the photodetector 8 coincides in time with the specified start of the recording time, when potential 1 is at the output of one vibrator 16, the output of the comparator 9 will also be potential. Accordingly, at the output of the inverter 10, the potential is equal to 1, at the output of the inverter 11, the potential is equal to O and at the output of the element And 12 the potential is also equal to. A. At this time, the potential at the output of the single vibrator 17 is equal to I, at the output of the inverter 18, the potential is equal to O. Accordingly, at the output of the element And 19, the potential is also zero. 2 Thus, since the potential is equal to zero at both inputs of the element OR 13, it is also equal to O at the output, and the key 14 is closed. At the end of the pulse input from the photodetector 8 (it is obvious that this pulse ends no later than the pulse from the one-shot 16, since it starts earlier and the duration of these pulses is equal) the potential O is set at the output of the element 10, the potential 1 is output at the output of the inverter 11 As a result, the key 14 opens until the end of the pulse availability from the one-shot 17. Thus, when the scattered light pulse coincides with the specified start of the recording time, this start is delayed until the end of the said pulse. When the pulse from the photodetector 8 coincides in time with a given end of the registration time, i.e. with the back of the pulse from the one-shot 17 (before the start of the specified pulse from the photodetector 8, but after the end of the pulse from the one-shot 16), the potential at the output of the element And 10 is 0, the potential at the output of the inverter 11 is 1, the potential at the output of the one-vibration 17 is 1 ( the nominal registration time is not over yet), the potential at the output of the element And 12 is 1, and the key-14 is open. At the moment of arrival of the pulse from the photodetector 8, the potential 1 is established at the input of the element 10 connected to the inverter regist ation rear edge of the pulse from the monostable multivibrator 17 via an inverter 18, a monostable multivibrator 16 is triggered, and the corresponding input AND gate 10 is set to 1. As a result, the potential at the output of AND gate 10 potential ustanvalivaets 1 (after completion of registration of time until the end of the pulse from the comparator 9). After termination of the pulse from the single vibrator 17 at the output of the element And 12, the potential is equal to O regardless of the potential at the output of the inverter 11. However, the potential at the output of the inverter 18 is also equal to 1 (since the pulse from the single vibrator 17 has already ended) and the output.
та и 19 также равен 1 (поскольку на обоих его входах потенциал равен 1). В результате ключ 14 закрыт не в момент конца импульса с одновибратора 17, а в момент окончани соответствующего импульса с фотоприемника 8, причем этот импульс с фотоприемника проходит без искажений через ключ 14. При каждом последующем цикле сканировани работа повтор етс .that and 19 is also equal to 1 (since the potential at both of its inputs is equal to 1). As a result, the key 14 is closed not at the moment of the end of the pulse from the one-shot 17, but at the moment of the end of the corresponding pulse from the photodetector 8, and this pulse from the photo-receiver passes without distortion through the key 14. With each subsequent scan cycle, the work is repeated.
Таким образом, при совпадении импульса рассе нного света с заданным началом, или концом времени регистрау ции задерживают это начало или конец до окончани указанного,импуль са, В результате исключаютс из анализа импульсы, совпадающие с началом , и дополнительно анализируютс импульсы, совпадающие с концом номинального времени регистрации, что дает возможность уменьшить погрешности измерени размеров частиц, пролетающих через краевые области счетного объема, за счет устранени искажений амплитуд импульсов от таких частиц, причем реализаци устройства вл етс достаточно простой с использованием стандартных логических элементов.Thus, when a scattered light pulse coincides with a given start, or the end of the recording time, this start or end is delayed until the end of the specified pulse. As a result, the pulses coinciding with the start are excluded, and the pulses coinciding with the end of the nominal registration time, which makes it possible to reduce errors in measuring the size of particles flying through the edge regions of a countable volume, by eliminating the distortion of the amplitudes of the pulses from such particles, and the implementation of the device is quite simple using standard logic elements.
to Фto f
ормула изобретени formula of invention
Фотоэлектрический способ измерени размеров и концентрации взвешенных частиц по авт.св. № 940564,A photoelectric method for measuring the size and concentration of suspended particles according to ed. No. 940564,
о тлич ающийс тем, что, с целью повышени точности измерений , при совпадении импульса от рассе нного света с заданным началом или окончанием регистрации задерживают эти начало или окончание регистрации до окончани упом нутого импульса.This is due to the fact that, in order to increase the accuracy of measurements, when a pulse from scattered light coincides with a given start or end of registration, these start or end of registration are delayed until the end of said pulse.