SU1404900A1 - Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols - Google Patents

Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols Download PDF

Info

Publication number
SU1404900A1
SU1404900A1 SU853923286A SU3923286A SU1404900A1 SU 1404900 A1 SU1404900 A1 SU 1404900A1 SU 853923286 A SU853923286 A SU 853923286A SU 3923286 A SU3923286 A SU 3923286A SU 1404900 A1 SU1404900 A1 SU 1404900A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
laser beam
volume
analyzed
light
probe
Prior art date
Application number
SU853923286A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Воробьев
Константин Константинович Хухлаев
Владимир Юрьевич Коврин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения
Priority to SU853923286A priority Critical patent/SU1404900A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1404900A1 publication Critical patent/SU1404900A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контрол  дисперсного состава микрочастиц в газовой ср1еде, и может быть использовано, например, при контроле окружающей среды. Цель - повышение чувствительности и точности измерений за счет повышени  интенсивности света в анализируемом объеме. Микрочастицы,переносимые потоком газа , зондируют сильно расход щимс  лазерным пучком, который формируют с помощью фокусирующего объектива. Анализируемый объем помещают на оптическую ось зондирующего лазерного пучка вблизи области перет жки. Рассе нный микрочастицей свет регистрируетс  фотоприемником, расположенным под некоторым углом к направлению, зондирующего пучка. Проход  через анализируемый объем, частица пересекает расход щийс  зондирующий пучок света и последовательно освещаетс  лучами, идущими под разными углами к оси зондирующего пучка. Временна  зависимость сигнала фотоприемника отра-. жает пространственную зависиг-юсть от угла индикатриссы рассе ни  в пределах расходимости лазерного пучка. Анализ временной зависимости злектри- ческого сигнала позвол ет делать вывод о виде индикатриссы рассе ни  и, следовательно, о размерах, форме, коэффициенте преломлени  и внутренней структуре частицы. При этом устанавливаетс  фракционно-дисперсный состав i анализируемой пробы. За счет концентрации световой энергии в анализируе- мом объеме, расположенным вблизи зоны перет жки зондирующего света, достигаетс  повьшение сигнала рассе ни , регистрируемого фотоприемником, что позвол ет повысить чувствительность и точность измерений. 1 ил. to 4 The invention relates to measurement instrumentation, in particular to devices for the optical control of the dispersed composition of microparticles in a gas medium, and can be used, for example, in the control of the environment. The goal is to increase the sensitivity and accuracy of measurements by increasing the intensity of light in the volume being analyzed. The microparticles carried by the gas flow are probed by a highly diverging laser beam, which is formed using a focusing lens. The analyzed volume is placed on the optical axis of the probe laser beam in the vicinity of the overshoot region. The light scattered by a microparticle is recorded by a photodetector located at a certain angle to the direction of the probe beam. Passing through the analyzed volume, the particle crosses the diverging probe beam of light and is successively illuminated by rays coming at different angles to the axis of the probe beam. The time dependence of the signal of the photodetector is reflected. It depends on the angle of the indicatrix scattered within the divergence of the laser beam. The analysis of the time dependence of the electric signal allows to draw a conclusion about the type of scattering indicatrix and, therefore, about the size, shape, refractive index and internal structure of the particle. This establishes the fractional dispersion composition i of the sample being analyzed. Due to the concentration of the light energy in the analyzed volume, located near the zone of the overlap of the probing light, the scattering signal detected by the photoreceiver is increased, which makes it possible to increase the sensitivity and accuracy of measurements. 1 il. to 4

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной техиике, в частности к устройствам оптического контрол  дисперсного состава микрочас- тиц в газовой среде,и может быть использовано при контроле окружающей средыThe invention relates to a measuring and control technology, in particular, to optical devices for controlling the dispersed composition of microparticles in a gaseous environment, and can be used for controlling the environment.

Цель изобретени  - повьшение чувствительности и точности измерений за счет повышени  интенсивности зондирующего излучени  в счетном объеме.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements by increasing the intensity of the probing radiation in a counting volume.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.The drawing shows a block diagram of a device implementing the method.

Устройство содержит лазерный ис- точник 1 излучени , фокусирующий объектив 2, проточную камеру 3 с соплом 4, счетньй объем 5, полевую диафрагму 6, формирующий, объектив 7, фотоприемник 8 и блок 9 регистрации, The device contains a laser radiation source 1, a focusing lens 2, a flow chamber 3 with a nozzle 4, a countable volume 5, a field diaphragm 6 forming a lens 7, a photodetector 8 and a recording unit 9,

Устройство реализует способ следующим , образом.The device implements the method as follows.

Фокусирующий объектив 2 формирует на оптической оси лазерного источника 1 излучени  зону 10 перет жки зондирующего светового пучка. Микрочастицы вместе с потоком газа попадают в проточную оптическую камеру 3 через 4 и пересекают счетньй объем 5, который лазерным-пучком, расход щимс  после перет жки. При освещении частицы лазерным пучком возникает вторичный рассе нньй поток. Часть потока, распростран юща с  под уг- лом к оси пучка, попадает в полевую диафрагму 6 и формирующим объективом 7 направл етс  на фотоприемник 8. Последний вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный мощное- ти регистрируемого светового потока, которьй поступает на блок 9 регистрации Проход  через счетный объем, частица пересекает расход щийс  пучо и последовательно освещаетс  лучами, идущими под разными углами к осевому лучу 11. Поэтому временна  зависимость поступающего на блок 9 регистрации сигнала отражает пространственную зависимость от угла индикатрис-The focusing lens 2 forms, on the optical axis of the laser source 1 of radiation, a zone 10 of overbing of the probing light beam. The microparticles, together with the gas flow, enter the flow-through optical chamber 3 after 4 and intersect the equivalent volume 5, which is dispersed by the laser beam after the transfer. When a particle is illuminated by a laser beam, a secondary scattering flux appears. Part of the flux extending at an angle to the beam axis enters the field diaphragm 6 and the forming lens 7 is directed to the photodetector 8. The latter produces an electrical signal proportional to the power of the recorded light flux, which enters the registration unit 9 Passage through the countable volume, the particle intersects the diverging beam and is successively illuminated by the rays going at different angles to the axial beam 11. Therefore, the time dependence of the signal arriving at block 9 of the recording reflects the spatial th angle dependence indikatris-

сы рассе ни  в пределах расходимости лазерного пучка. Анализ временной зависимости электрического сигнала позвол ет делать вывод о виде инди- катриссы рассе ни  и, следовательно, о размерах, форме, коэффициенте преломлени  и внутренней структуре частицы. При этом определ етс  фрак- ционно-дисперсньй состав пробы.The scattering is not within the limits of the divergence of the laser beam. The analysis of the time dependence of the electrical signal allows one to draw a conclusion about the type of the indicatrix of scattering and, therefore, about the size, shape, refractive index and internal structure of the particle. In this case, the fractional dispersion composition of the sample is determined.

- -

Ю YU

15 2015 20

25 30 5 0 5 25 30 5 0 5

00

Радиус р зондирующего пучка в зависимости от рассто ни  к от зоны 10 перет жки выражаетс  соотношениемThe radius p of the probe beam, depending on the distance k from zone 10 of the overburden, is expressed by the relation

Р ро( .Ro (.

где рд- - радиус зондирующего пучка вwhere rd- is the radius of the probe beam in

зоне 10 перет жки; t zone 10; t

- длина волны зондирующего - probing wavelength

излучени . Лазерное излучение на рассто нииradiation. Laser radiation at a distance

X от зоны перет  ки, где х - р .X from the zone of traffic, where x is the river.

представл ет собой сферическую волну, распростран ющуюс  из точечного источника , расположенного в области перет жки. В этой зоне расход щегос  лазерного пучка необходимое рассто ние от зоны 10 перет жки до центра счетного объема может быть найдено из соотношени is a spherical wave propagating from a point source located in the overshoot region. In this zone of the diverging laser beam, the necessary distance from the over-banding zone 10 to the center of the countable volume can be found from the relation

ь-Т-.l-t-.

где d 2р - прот женность счетного объема вдоль направлени  потока частиц. Возможность применени  фокусировки лазерного излучени  в малый счетный объем обуславливает увеличение чувствительности измерений. Кроме того, уменьшение счетного объема позвол ет анализировать более концентрированные суспензии.where d 2p is the length of the countable volume along the direction of the flow of particles. The possibility of applying the focusing of laser radiation into a small counting volume causes an increase in the sensitivity of measurements. In addition, a reduction in countable volume allows more concentrated suspensions to be analyzed.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ измерени  фракционно-диспер- сного состава аэрозолей, включающий зондирование потока аэрозолей пучком лазерного излучени  наклонно к направлению распространени  зондирующего пучка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности измерений за счет повышени  интенсивности излучени  в счетном объеме, зондирующий лазерньй пучок фокусируют на рассто нии L до центра счетного объема, определ емом из соотношени A method for measuring the fractional dispersion composition of aerosols, which involves sensing the flow of aerosols with a laser beam inclined to the direction of propagation of the probe beam, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements by increasing the radiation intensity in a counting volume, the probe laser beam focuses on distance L to the center of a countable volume, determined from the ratio т - 0 - 2ТГ t - 0 - 2TG где РО - радиус зондирующего лазерного пучка в области центра его фокусировки;where PO is the radius of the probing laser beam in the region of its center of focus; прот женность счетного объе ма вдоль направлени  потока аэрозолей;extent of counting volume along the direction of the flow of aerosols; длина волны зондирующего излучени .probing radiation wavelength. а регистрацию рассе нного излучени  осуществл ют под углом к направлению распространени  зондирующего лазерного пучка, превосход щий предельный угол его расходимости после фокусировки .and the scattered radiation is recorded at an angle to the direction of propagation of the probing laser beam, which exceeds its divergence angle after focusing. 11eleven
SU853923286A 1985-08-04 1985-08-04 Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols SU1404900A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853923286A SU1404900A1 (en) 1985-08-04 1985-08-04 Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853923286A SU1404900A1 (en) 1985-08-04 1985-08-04 Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1404900A1 true SU1404900A1 (en) 1988-06-23

Family

ID=21187096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853923286A SU1404900A1 (en) 1985-08-04 1985-08-04 Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1404900A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 122,3087, кл. G 01 N 15/02, 1983. Патент US № 3960449, кл. G 01 N 21/00, 1965. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3835315A (en) System for determining parameters of a particle by radiant energy scattering techniques
US4251733A (en) Technique for simultaneous particle size and velocity measurement
US4017186A (en) Electro-optical method and system for in situ measurements of particulate mass density
US4348107A (en) Orifice inside optical element
US3960449A (en) Measurement of angular dependence of scattered light in a flowing stream
JP4455730B2 (en) Method and apparatus for particle evaluation using multi-scan beam reflectivity
US5101113A (en) Ensemble scattering particle sizing system with axial spatial resolution
US11255767B2 (en) Method for measuring light field distribution and device therefor
KR101857950B1 (en) High accuracy real-time particle counter
US4927268A (en) Optical analysis
JPH0258585B2 (en)
GB2125181A (en) Flow cells for particle study
US5859705A (en) Apparatus and method for using light scattering to determine the size of particles virtually independent of refractive index
JPH0843292A (en) Detector for measuring luminous intensity of scattered lightwith thin film of colloid-state medium
Witt et al. Laser Diffraction–Unlimited?
SU1404900A1 (en) Method of measuring fractional particle-size composition of aerosols
US6104490A (en) Multiple pathlength sensor for determining small particle size distribution in high particle concentrations
JPS63201554A (en) Particle analyzing device
SU1395994A1 (en) Photoelectric spectrometer of microparticles
EP0509045A1 (en) Method and device for detection of particles in flowing media
CN212844874U (en) Liquid measurement system based on optical cavity enhancement
RU2183828C1 (en) Procedure determining indicatrix of diffusion of small angle
SU1068777A1 (en) Chamber for particle flow-through type analysis
JPH09281134A (en) Laser current meter
SU1693468A1 (en) Device for measuring dimensions and concentration of microparticles in liquids and gases