SU1339441A1 - Способ измерени размеров и концентрации взвешенных частиц и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к изменени м размеров и концентрации взвешенных частиц, и может быть использовано в метеорологии, биологии, химической технологии и при контроле загр знений окружающей среды. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет снижени  погрешностей , св занных с вли нием неоднородности освещающего пучка и виньетировани  в приемной оптической системе. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что поток взвешенных частиц освещают перпендикул рно направлению потока коллимированным световым пучком с негауссовым профилем интенсивности по его сечению. Рассе нный свет преобразуют в электрические импульсы с помощью фотоприемника, которые дифференцируют и сравнивают амплитуду каждого импульса с экстремумом его производной, а дл  регистрации отбирают только те импульсы дл  которых отношение амплитуды импульса к экстремуму его производной 0. удовлетвор ет условию Q. А(1-2сГ) где сГ - максимально допустима  погрешность изменени  р азмеров частиц; А - константа, учитывающа  степень отличи  освещающего пучка света от Гауссова. За счет селекции импульсов по указанному критерию из анализа исключаютс  частшда, пересекающие рабочий объем вне зоны с допустимой неоднородностью светового пол , что позвол ет повысить точность измерений . 2 с.п. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. se (Л W со со 4

Description

13

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерению размеров и концентрации взвешенных частиц5 и может использовать- с  в метеорологии, биологии, химической технологии и нри контроле окру/ка- ющей среды дл  измерени  размеров и концентрации взвешенных частиц микронных и субмикронных размеров,

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет снижени  погрешностей , св занных с вли нием неоднородно стей освещающего пучка и виньетировани  в приемной оптической системе.

На фиг. приведена блок-схема устройстваJ реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - функциональна  схема блока сравнени -коммутации,

Устройство содержит источник 1 света, обьективы 2 и 3, диафрагму 4, фотонриемник 5, селектор 6 импульсов включающий дифференцирующий усилитель 7, блок 8 сравнени -коммутации и регистрирующее устройство 9 (амплитудный анализатор), Блок 8 состоит из двух оперативно-запоминающих устройств 10 и 11, двух компараторов 12 и 13, блока 14 совпадений, анало- гового ключа 15 и источника 16 опорного напр жени ,

Способ осуществл ют следующим об- р азом.

Поток взвешенных частиц освещают перпендикул рно }1аправлению потока коллимированным светозьп пучком с нег ауссовым профилем интенсивности но его сечению. Рассе нный частицами свет преобразуют в электрические им- пульсы с помощью фотоприемника, оптически св занного с освещающим пучком света. Полученные электрические импульсы дифференцируют и сравнивают амплитуду каждого импульса с экстре- мумом его производной, а дл  регистрации отбирают только импульс,, у которых отношение амплитуды импульса к экстремуму его производной Q удовлетвор ет условию

Q А (1 - 2Л (1)

где (Г- максимально допустима  относительна  погрешност) измерени  размеров частиц; А - константа, учитывающа  степень отличи  поперечного профил  интенсивности освещающего пучка от гауссовогс).

Устройство работает следующим образом .

Свет от источника 1 проходит через объектив 2 и пронизывает рабочий объем прибора. Рассе нный частицами свет через объектив 3 и диафрагму 4 поступает на фотоприемник 5, Сигнал с выхода фотоприемника 5 поступает на селектор 6 импульсов, где подаетс  на вход дифференцирующего усилител  7 с коэффициентом усилени  Q и на вход блока 8, т.е, на вход устройства 10 и первый вход компаратора

13, Устройство 10 запоминает амплитуду выходного сигнала фотоприемника 5 и передает напр жение, равное амплитуде сигнала, на первые входы ана- логовог О ключа 15 и компаратора 12, Дифференцирующий усилитель 7 дифференцирует входной сигнал, усиливает полученнуЕО производную в Q раз и передает на вход устройства И, которое запоминает амплитуду усиленной производной и передает напр жение, равное указанной амплитуде, па второй вход компаратора 12, В тот момент, когда уровень входного сигнала на первом входе превысит опорное напр жение , поданное на второй вход компаратора 13, последний срабатывает и его выходное напр жение поступает на первы й вход блока -14 совпадений. Компаратор 12 сравнивает выходное напр - хсение устройства 10, равное амплитуде входного сигнала, с выходным напр жением устройства 11, равным амплитуде усиленной в 0. раз производной входного сигнала. Если сигнал с выхода устройства 10 окажетс  больше сигнала с выхода устройства 11, то на выходе компаратора 12 по вл етс  сигнал, что приводит к по влению сигнала на выходе блока 14 совпадений и открытию аналогового ключа 15, т,е, импульс дл  которого Q оказьюаетс  больще заданного , регистрируетс .

Способ и устройство дл  измерени  размеров и концентрации взвешенных частиц позвол ют за счет селекции импульсов по условию (1) исключить из анализа частицы, пересекающие рабочий (счетный) объем вне зоны с допустимой неоднородностью светового пол  I , е , одновременно уменьшить погрешности определени  функции распределени  взвешенных частиц по размерам, св занные с вли нием как неоднородности интенсивности в освещающем пучке , так и виньетированием в npneMHofi оптической системе.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Способ измерени  размеров и концентрации взвешенных частиц, включающий освещение частиц пучком света перпендикул рно их движению, селекцию и регистрацию импульсов света, рассе нного отдельными частицами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет снижени  погрешностей, вызванных неоднородностью освещающего пучка света и виньетировани  в приемной оптической системе, частицы освещают осесимметричным пучком света с негауссовым поперечным профилем интенсивности и отбирают только те импульсы , дл  которых -отношение Q амплитуды импульса к экстремуму ее производной по времени удовлетвор ет условию

   Q ь А (1 - )

   где (f

   А максимально допустима  относительна  погрешность измерени  размеров частиц; степень отличи  поперечного профил  интенсивности освещающего пучка от гауссового.

   2. Устройство дл  измерени  разме ров и концентрации взвешенных частиц содержащее источник света, оптически сопр женный с ним фотоприемник, выход которого через селектор импуль;
2. 30

   д

   39441

   сов соединен с регистр ггором, о т - л и ч а ю щ е е с   теь, что селектор импульсов выполнен и виде блока сравнени -коммутации и дифференцирующего усилител  с коэффициентом усилени , равным Q, выход которого соединен с вторььм входом блока сравнени -коммутации , выход которого со10 единен с выходом селектора импульсов , а первый вход которого соединен с входом дифференцирующего усилител  и входом селектора импульсов,

   3. Устройство по п. 2, о т л и 15 ч а ю-да е е с   тем, что блок сравнени -коммутации содержит первое и второе оперативные запоминающие устройства , первый и второй компараторь, блок совпадений, аналоговый ключ и
3. 20 источник опорного напр жени , причем первьй вход блока сравнени -коммутации соединен с входом первого оперативного запоминающего устройства и первым входом второго компаратора,

   25 второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход - с вторым входом блока совпадений , первый вход которого соединен с выходом перв ого компаратора, а выход - с вторым входом аналогового ключа, выход которого соединен с выходом блока сравнени -коммутации, а первый вход - с выходом первого оперативного запоминающего устройства и первым входом первого компаратора , второй вход которого через второе оперативное запоминающее устройство соединен с вторым входом блока сравнени -коммутации.

   Ял./

   0-

   /

   /

   I

   /5

   /)/Л

   /

   В)(.2

   7./V

   5

   -

   Составитель Р, Иванов Редактор И. Шулла Техред М.Ходанич Корректор А, Зимокосов

   Заказ 4213/33 Тираж 776Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   (г.2