SU1395994A1

SU1395994A1 - Photoelectric spectrometer of microparticles

Info

Publication number: SU1395994A1
Application number: SU853941480A
Authority: SU
Inventors: Игорь Глебович Гончаров; Игорь Петрович Сипайло
Original assignee: Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1988-05-15

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контрол параметров микрочастиц, и может быть использовано дл контрол чистоты газов и жидкостей. Цель - повьше- ние точности измерений и чувствительности путем снижени нижнего предела размеров регистрируемых частиц. Частицы , переносимые Лотоком газа и жидкости, освещают пучком света по- лосковой , генерируемым непрерывным полупроводниковым лазером. В качестве формирующей линзы используетс микросфера из халькогенидного стекла со специально подобранными параметрами. Рассе нный частицами свет регистрируетс двум фотодиодами , расположенными симметрично относительно оптической оси лазера, выходы которых соединены между собой, а также через малошум щий усилитель с блоком регистрации. За счет использовани острой фокусировки зондирующего луча, а также максимального использовани телесного угла приема света достигаетс повышение чувствительности устройства, полоскова геометри луча с однородной засветкой позвол ет повысить точность измерений . Уменьшение счетного объема до 10 мм позвол ет также существенно, увеличить максимальную измер емую концентрацию частиц. 1 ил. i СЛ С со со СЛ со СО 1The invention relates to instrumentation engineering, in particular to devices for the optical control of the parameters of microparticles, and can be used to control the purity of gases and liquids. The goal is to increase the measurement accuracy and sensitivity by reducing the lower limit of the size of the recorded particles. The particles transported by the Gas and Liquid Tray are illuminated with a strip of light generated by a continuous semiconductor laser. Chalcogenide glass microspheres with specially selected parameters are used as a forming lens. The light scattered by particles is detected by two photodiodes located symmetrically with respect to the optical axis of the laser, the outputs of which are interconnected, as well as through a low-noise amplifier with a recording unit. Due to the use of sharp focusing of the probe beam, as well as the maximum use of the solid angle of light reception, an increase in the sensitivity of the device is achieved, the strip geometry of the beam with uniform illumination allows to increase the measurement accuracy. Reducing the counting volume to 10 mm also significantly increases the maximum measured particle concentration. 1 il. i СЛ С со со СЛ со СО 1

Description

Изобретение относитс к контроль- нЬ-иэмерительной технике, в частности к устройствам оптического контрол микрочастиц, и может быть использо- вано дл контрол чистоты газов и жидкостей.The invention relates to a control and measuring technique, in particular to devices for the optical control of microparticles, and can be used to control the purity of gases and liquids.

Цель изобретени - повьппение точности измерений и чувствительности за счет снижени нижнего предела размеров регистрируемых частиц.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy and sensitivity by reducing the lower limit of the size of the recorded particles.

; На чертеже изображена блок-схема фотоэлектрического спектрометра м |1крочастиц.; The drawing shows a block diagram of a photoelectric spectrometer m | 1 particles.

; Фотоэлектрический спектрометр микрочастиц содержит непрерывный полупроводниковый лазер 1, микросферу 2 из халькогенидного стекла, пер- В1)1Й 3 и второй 4 фотодиоды, узел 5 аспирации, усилитель 6 и анализатор 7 Фотоэлектрический спектрометр мик- рэчастиц работает следующим образом. Излучение полупроводникового ла- зэра 1, сформированное микросферой 2 из халькогенидного стекла в полоску, пропускаетс через поток частиц, создаваемый узлом 5 аспирации час- тИд. Рассе нный частицами свет регистрируетс первым 3 и вторым 4 фотоди- одами. Сигнал с выхода фотодиодов Через усилитель 6 поступает на вход а|нализатора 7. Совместное про вление астигматизма пучка от полупроводникового лазера, сферической аберрации шаровой линзы, учет пропускани и отражени от халькогенидного стекла Приводит к формированию светового Пучка в полоску с продольным распределением излучени близким к однород- Ному, что повышает точность измерений йри отклонении частиц от оси потока. Соединение выходов первого 3 и второго 4 фотодиодов позвол ет повысить отношение сигнал/шум. За счет исполь- Зовани острой фокусировки зондирую; The microparticle photoelectric spectrometer contains a continuous semiconductor laser 1, a chalcogenide glass microsphere 2, a per-B1) 1J3 and a second 4 photodiodes, an aspiration unit 5, an amplifier 6 and an analyzer 7 The microparticle photoelectric spectrometer works as follows. The radiation of a semiconductor laser 1, formed by a microsphere 2 of chalcogenide glass into a strip, is transmitted through a stream of particles created by a node 5 of aspiration of particles. The light scattered by particles is detected by the first 3 and second 4 photodiodes. Photodiode output signal Amplifier 6 enters the input a of the analyzer 7. Co-detection of beam astigmatism from a semiconductor laser, spherical aberration of a spherical lens, consideration of transmission and reflection from chalcogenide glass leads to the formation of a light beam in a strip with a longitudinal radiation distribution close to uniform - Nomu, which increases the accuracy of measuring the Yi of the deviation of particles from the flow axis. Connecting the outputs of the first 3 and second 4 photodiodes allows an increase in the signal-to-noise ratio. By using a sharp focus probe

« е "E

5five

щего луча, а также максимального использовани телесного угла приема света первым 3 и вторым 4 фотодиодами достигаетс повышение чувствительности устройства. Уменьшение счетного объема до мм позвол ет также существенно увеличить максимальную концентрацию регистрируемых частиц.As well as maximizing the use of the solid angle of light reception by the first 3 and second 4 photodiodes, an increase in the sensitivity of the device is achieved. Reducing the counting volume to mm also makes it possible to significantly increase the maximum concentration of detected particles.

Claims

Invention Formula

A microparticle photoelectric spectrometer containing a semiconductor laser with a strip emitter, on the optical axis of which a forming lens is located, an aspiration unit for aerosol particles, whose axis is parallel to the strip emitter of a semiconductor laser and intersects the optical axis of a semiconductor laser, in the region of the counting volume with which optically matches the oriented perpendicular to the axis of the site of aspiration of aerosol particles, and the optical axis of the semiconductor laser, the first photoreception IR, the output of which is connected via an amplifier to the analyzer input, characterized in that, in order to increase measurement accuracy and increase sensitivity by lowering the lower limit of dimensions of recorded particles, a second photodetector is inserted into it, while the second photodetector is located on the optical axis of the first photodetector symmetrically the first photodetector relative to the optical axis of a semiconductor laser; a continuous semiconductor laser is used as a semiconductor laser; the first and second photoconductors emniki made in the form of photodiodes whose outputs are interconnected, the forming lens is formed as microspheres.