SU1485069A1 - Фотоэлектрический способ определения размеров и концентрации взвешенных частиц - Google Patents

Description

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к оптическим способам контроля дисперсных сред, и может быть использовано для определения размеров и концентрации взвешенных частиц микронных размеров в метеорологии, биологии, химической технологии, при контроле окружающей среды. Цель изобреИзобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к оптическим способам контроля дисперсных сред, и может быть использовано для определения размеров и концентраций взвешенных частиц микронных размеров в метеорологии, биологии, химической технологии, при контроле окружающей среды.

Цель изобретения — снижение погрешности измерений за счет повышения точности определения размеров счетного объема.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего фотоэлектрический способ определения размеров и концентрации взвешенных частиц; на фиг. 2 — пространственное распределение интенсивности в зондирующем световом луче при сканиро2

тения состоит в снижении погрешности измерений путем повышения точности определения размеров счетного объема. Сущность изобретения состоит в том, что область с исследуемыми частицами подвергают зондированию световым пучком, сканирующим в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц. По амплитуде огибающей пачек импульсов фотоприемннка определяют размер частицы, а по числу пачек импульсов — число частиц в счетном объеме, т. е. концентрацию частиц. Сканирование луча осуществляют в пределах не более ширины луча, а для регистрации отбирают только те пачки импульсов, которые имеют глубину модуляции меньше 100%. Снижение погрешности измерений достигает- _л ся путем более точного формирования счет- 2 лого объема и исключения из анализа частиц, пролетающих через те области, где интенсивность зондирующего светового излучения не полностью контролируема. 2 ил.

вании (кривые, изображенные сплошной и пунктирной линиями, соответствуют двум предельным положениям сканирующего луча) .

Устройство содержит лазер 1, дефлектор 2, генератор 3, фокусирующий объектив 4, поглотитель 5, приемный объектив 6, диафрагму 7 поля зрения, фотоприемник 8, анализатор 9 амплитуд, формирователь 10 импульсов сброса, первый блок 11 совпадений, первый 12 и второй 13 Ц-триггеры, второй блок 14 совпадений. На фиг. 2 также показаны периферийные области 15 и 16 освещения, не входящие в счетный объем, и область 17 сообственного счетного объема.

Способ определения размеров и концентрации взвешенных частиц поясняется на

511 „„1485069

1485069

4

примере работы устройства, реализующего способ.

Устройство работает следующим образом.

Частица аэрозоля, пролетая в потоке газа через счетный объем, образованный пересечением светового пучка и поля зрения приемной системы, формирует импульс рассеянного света, который проходя через объектив 6 и диафрагму 7, регистрируется фотоприемником 8. Передний фронт этого видеоимпульса запускает формирователь 10, который вырабатывает короткий импульс «Сброс», устанавливающий первый 12 и второй 13 О-триггеры и анализатор 9 амплитуд в исходное состояние.

Импульс с фотоприемника 8 открывает первый блок 11 совпадения, при этом производится посчет числа импульсов, пришедших с генератора 3. за время импульса светорассеяния. Причем импульсы с генератора 3 поступают лишь в моменты, соответствующие предельным смещениям счетного объема. Если частица пролетает через область 17, то таких импульсов за время импульса светорассеяния будет более одного, если через области 15 и 16, то только один. ϋ-триггер 13 установится в единичное состояние только в том случае, если число импульсов, поступающих на вход первого ϋ-триггера 12, более одного.

Следует отметить, что размеры области 17 счетного объема определяются амплитудой сканирования зондирующего светового луча. Величина предельного смещения луча в процессе сканирования ограничена величиной, равной ширине этого луча, поскольку при большем смещении луча сигнал рассеяния всегда носит характер 100%ной модуляции, при этом селекция счетного объема невозможна, а способ неработоспособен.

По скончании импульса с фотоприемника 8 его задним фронтом формируется импульс «Запись», который, в случае установления второго О-триггера 13 в единичное состояние, проходит через второй блок 14 совпадения, вызывая запись результата измерения анализатором 9 амплитуды пришедшего импульса в память устройства.

Если второй О-триггер 13 находится в нулевом состоянии, то блок 14 совпадения не откроется и записи результата не произойдет.

Таким образом осуществляется измерение размеров только тех частиц, которые дают рассеянный свет, пролетая через выделенную область счетного объема, и не регистрируются частицы, пролетающие по периферии области рассеяния света.

Снижение погрешности измерений достигается путем более точного формирования счетного объема и исключения из анализа сигналов частиц, пролетающих через те области, где интенсивность зондирующего светового излучения не полностью контролируема.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фотоэлектрический способ определения размеров и концентрации взвешенных частиц, включающий зондирование исследуемых частиц световым лучом, сканирующим в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц, регистрацию фотоприемником импульсов рассеянного частицами света, селекцию сигналов фотоприемника от частиц, попавших в пределы счетного объема, и формирование пачек импульсов сигнала фотоприемника, выделение огибающей этих пачек импульсов, определение размеров частиц по амплитуде огибающей и концентрации частиц по числу пачек импульсов, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности измерений за счет повышения точности определения размеров счетного объема, смещение зондирующего светового луча при сканировании осуществляют в пределах, не более ширины зондирующего светового луча, а селекцию сигналов осуществляют путем отбора для анализа только тех пачек импульсов, глубина модуляции которых меньше 100%.

   1485069

   сриг.1

   Φυζ.ζ