SU1467449A1

SU1467449A1 - Способ определени параметров дисперсных частиц

Info

Publication number: SU1467449A1
Application number: SU874254557A
Authority: SU
Inventors: Иван Арсентьевич Тихомиров; Олег Гаджиевич Новиков; Вячеслав Федорович Мышкин; Советбек Токтоназарович Мамыргазиев
Original assignee: Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1989-03-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контрол сред содержащих дисперсные частицы , и может быть использовано дл контрол параметров естественных и ;искусственных аэрозолей. Цельизобре-. тени состоит в повышении точности и расширении информативности за счет дополнительного определени вектора I Изобретение относитс к области контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам оптического контрол сред, содержащих дисперсные частицы, и ...может быть использовано дл контрол параметров естественных и искусственных аэрозолей. Цель изобретени - повьш1ение точности и расширение информативности за счет дополнительного определени вектора скорости и формы исследуемых частиц. скорости и формы исследуемых частиц. Дл освещени счетного объема используют два интерферирующих зондирующих световых луча, сканируемых растровым образом в области счетного объема. Бегущее световое п тно последовательно подсвечивает все зоны интерферен- ipioHHoro пол . Исследуема частица, перекрывающа площадью своей проекции несколько интерференционных полос в процессе сканировани светового п тна , вл етс источником соответственно нескольких групп импульсов рассе нного .,рвета, регистрируемых фотоприемником . Анализ последовательности этих импульсов позвол ет определить параметры частиц. Сканирование светового п тна по интерференционно- мугполю достигаетс выделением из исходного лазерного пучка луча малого сечени и построчно-растрового сканировани выделенной зоны в поперечном сечении исходного зондирующего . пучка по всему его поперечному сечению . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже приведена схема устройства , реализующего способ определени параметров дисперсных частиц. Устройство содержит лазер 1, элемент 2 формрфовани зондирукмцего пучка , формирующую диафрагму 3, блок 4 сканировани , полупрозрачное зеркало 5, зеркало 6, первую 7, вторую 8 и третью 9 линзы, счетный объем 10, диафрагму 11, первый 12 и второй 13 фотоприемники, блок 14 обработки электрических импульсов, ЭВМ 15. Q (Л О) 4 4

Description

Устройство работает следук цим образом .

Лазерный расширенный луч, сформированный по сечению квадратной форми- , рующей диафрагмой 3, попадает в блок А сканировани , который вырезает в сечении исходного пучка луч меньшего сечени и осуществл ет его растровое построчное сканирование по сечению ю исходного пучка.

С помощью полупрозрачного зеркала 5 и зеркала 6 сканируюпщй луч расщепл етс на два зондируюпрпс пучка, которые свод тс первой линзой 7 в 15 счетном объеме 10.

Таким образом, счетный объем сканируетс построчным растровым образом бегущим световым п тном, создаваемым взаимодействием двух интерферирующих 20 зондирующих пучков. Бегущее световое п тно подсвечивает последовательно все зоны линейного интерференционного пол в счетном объеме.

Сканирование интерференционного 25 пол .осуществл етс с направлением строк, выбранным перпендикул рным на-, правлению полос интерференционного пол . Исследуема частица, перекрывающа площадь своей проекции не- 30 сколько полос интерференционного пол в процессе сканировани светового п тна, вл етс источником, соответственно , нескольких групп импульсов рассе нного света, регистрируемых вторым фотоприемником 13.

Блок 14 обработки электрических импульсов по сигналам второго фото- приемника 13 формирует построчное и

Проекции Vy и V скорости частицы , соответственно, на вертикальную и горизонтальные оси координат наход тс из соотношений

A D-dNy , 2lvFTT cose)

A-D-/JNxi.

) где D - диаметр интерферирующих зондирующих пучков; временной интервал между двум соседними световыми импульсами ;. фокусное рассто ние первой линзы 7 i

Vv

Т -

4Nx и 4Nv, -.

соответственно горизонтальный и вертикальный сдвиги на Ф1с- ло полос группы импульсов за врем С р одного цикла растровой развертки интерференцион- нрго пол , определ емого по формуле

fp (1 - COS8).

В качестве блока 4 сканировани используетс вращающийс диск, в котором вьшолнены группы отверстий, распределенные по обводу диска. В каждой группе отверсти на диске, располагаютс следующим образом: между соседними отверсти ми рассто ние по радиусу составл ет величину, равную диаметру отверстий, а рассто ние по обводу окружности - величину, равную размеру квадратного отверсти форми- рук цей диафрагму 13. Блок 4 сканиропокадровое изображение счетного объе 40 вани может обеспечить последователь- ма в поле пам ти ЭВМ 15.

ное сканирование интерференционного пол с периодом 2 мкм на площади 20 X 20 мкм.

Проекции Ау и А размеров частиц соответственно, на вертикальную и го- ризонта;льную оси координат определ ютс из соотношений:

д NV-Л .

У 2sln072

50

Nx Л

де 0 - угол между интерферирующими

зондирующими пучками; Л - длина волны зондирующего излучени ; NK - максимальное число импульсов jj

в группе импульсов; N - максимальное число групп импульсов в одном цикле сканировани .

A D-dNy , 2lvFTT cose)

A-D-/JNxi.

Vv

Т -

4Nx и 4Nv, -.

fp (1 - COS8).

В качестве блока 4 сканировани используетс вращающийс диск, в котором вьшолнены группы отверстий, распределенные по обводу диска. В каждой группе отверсти на диске, располагаютс следующим образом: между соседними отверсти ми рассто ние по радиусу составл ет величину, равную диаметру отверстий, а рассто ние по обводу окружности - величину, равную размеру квадратного отверсти форми- рук цей диафрагму 13. Блок 4 сканировани может обеспечить последователь-

вани может обеспечить последователь

45 Ф

о р м у л а

изобретени

0

j

1. Способ определени параметров дисперсных частиц, включающий расщепление исходного лазерного пучка на два зондирующих световых пучка, направл емых в область счетного объема, формирование в счетном объеме линейного интерференционного пол , р гист- рацию импульсов рассе нного света, : возникан цего при взаимодействии интерференционного пол с исследуемыми частицами, суждение о параметрах исследуемых частиц по числу зарегистрированных импульсов рассе нного свеотличающийс

та,

что, с целью повышени точности и расширени информативности за счет дополнительного определени вектора скорости и формы исследуемых частиц, дл зондировани исследуемых частиц из исходного лазерного пучка выдел ют луч, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечени исходного лазерного пучка, этот выделенный луч последовательно переме14674А96

тем, щают по всему поперечному сечению

исходного лазерного пучка путем построчно-растрового сканировани с направлением строк, перпендикул рно направлению полос интерференционного пол .

2. Способ ПО.П.1, о тл и ч а ю- щ и и с тем, что, с целью повьппе- 10 ни отношени сигнал - шум, анализ сигнала ведут с учетом регул рности расположени интерференционных полос.

П

ПИ

Редактор Н.БобкЪва

Составитель Р.Иванов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 1188/40

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

п

15

4

П

Подписное

Claims

Фо‘р мул а из обр площади параметров

1. Способ определения дисперсных частиц, включающий расщепление исходного лазерного пучка на два зондирующих световых пучка, направляемых в область счетного объема, формирование в счетном объеме линейного интерференционного поля, регистрацию импульсов рассеянного света, 55 : возникающего при взаимодействии интерференционного поля с исследуемыми частицами, суждение о параметрах исследуемых частиц по числу зарегистрированных импульсов рассеянного све50 та, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения информативности за счет дополнительного определения вектора скоростй и формы исследуемых частиц, для зондирования исследуемых частиц из исходного лазерного пучка выделяют луч, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения исходного лазерного пучка, этот выделенный луч последовательно переме

1467449 ⁶ щают по всему поперечному сечению исходного лазерного пучка путем построчно-растрового сканирования с направлением строк, перпендикулярно направлению полос интерференционного поля,
2. Способ по.п.1, о тл и ч a join и й с я тем, что, с целью повьппе10 ния отношения сигнал - шум, анализ сигнала ведут с учетом регулярности расположения интерференционных полос.