SU1516889A1 - Фотоэлектрический способ определени размеров и концентрации взвешенных частиц и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам и устройствам контрол  параметров дисперсных сред, и может найти применение при контроле запыленности газов и жидкостей. Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет устранени  погрешностей, вызванных попаданием в счетный обЪЕм одновременно нескольких частиц. Поток среды со взвешенными частицами, прокачиваемый через счетный объем, подвергают зондированию пучком света. Одновременное попадание в счетный объем двух и более частиц приводит к по влению фотоэмпирических импульсов повышенной длительности. Все фотоэлектрические импульсы подвергают принудительному прерыванию через врем , равное длительности пролета частиц через счетный объем. Прорывание осуществл етс  на врем  меньшее, чем врем  пролета частиц через счетный объем. Дл  амплитудного анализа из совокупности всех прерывистых импульсов отбираютс  только те, которые отсто т от предыдущих и последующих импульсов на врем , большее, чем длительность прерывани . 2 с.п.ф-лы, 8 ил.

Description

и

3

ш.гходе aiiajitjroDor

напр жени  и на ключа.

Устройство дл  определет1п размеров и концентрации взвешенных частиц содержит осветитель 1, формнрую п;ин зондирующий световой нучок 2, счетный объем 3, объектив 4, фото- нриемник 5, пороговый элемент 6, не вый 7, второй 8 и третий 9 элементы И, первый 10 и второй 11 одно внбраторы , цервьй 12 и второй 13 инверторы , RS-триггер 14 и элемент VJlli 15, аналоговьш ключ 16, амплиЬтудный анализатор 17, счетчик 18,

Устройство работает следующим образом .

Поток исследуемой среды с взвешенными частицами пересекает светов пучок 2 от осветител  1 в области счетного объема 3. Рассе нный частицами свет собираетс  объективом 4 на фотоприемник 5. Последний формирет фотоэлектрические импульсы Uj (фиг. 2), соответствующие импульсам рассе нного света (имцульс 19 соответствует двум перекрывающимс  импульсам от различных частиц, т.е. случаю одновременного присутстви  в счетном объеме двух частиц, импульс 20 соответствует присутствию в счетном объеме одной частицы, импульс 21 - трех частиц). В исхоциом состо нии (при отсутствии частиц) потенциал на выходе инвертора 12 и на соответствующем входе элемента И 7 равен логической единице. В результате этот импульс после порогового элемента 6 через первый элемен И 7 своим передним фронтом запускае одновибратор 10, которьш формирует импульс с номинальной длительностью С, равной времени пролета частиц через CBeTOBoii пучок. Задним фронтом импульс запускает второй одновибратор 11, формирующий импульс с длительностью t ; С (эпюра Ug, фиг, 4) Последний импульс через инвертор 12 закрьшает элемент И 7 и аналоговый ключ 16, Таким образом, каждь1й фотоэлектрический импульс принудительно прерывают (обнул ют) на врем  t через интервал времени после начала импульса О, Виды сигналов на выхде первого элемента И 7 и аналогово ключа 16 представлены соответственн на фиг. 2 и 8 .

Если импульс с выхода порогового элемента 6 заканчиваетс  до окончан

0

5

0

5

соотнетствующег о импульса одновибра- тора 10 (случай импульсов 19 и 21, фиг. 2), то на выходе инвертора 13 устанавливаетс  потенциал единица. При этом импульс с выхода второго элемента И 8 своим передним фронтом вызывает срьш генерации одновибратора 10. Таким образом, на выходе аналогового ключа 16 из каждого входного импульса с длительностью, большей t+ L, формируетс  несколько импульсов, количество которых на единицу превосходит целую часть отношени  длительности входного импульса к t+ . Так из импульса 19 формируютс  два импульса 22 и. 23, а из импульса 21 три импульса - 24-26. Если же длительность входного импульса не превосходит t+f, то аналоговь;й ключ 16 пропускает такие импульсы без искажени  (импульс 20 - импульс 27), Счетчик 18 считает все импульсы на выходе аналогового ключа 16 (вместо трех импульсов 19-21 сосчитаны шесть импульсов 22, 23, 20, 24, 25 и 26, т.е. количество импульсов равно количеству частиц, пролетавших через световой пучок за рассматриваемое врем ). Благодар  этому уменьшаютс  погрешности в определении концентрации частиц. Однако, если размеры частиц определ ть по амплитудам всех импульсов на выходе аналогового ключа, то это приводило бы к значительным погрешност м . Поэтому дл  определени  размеров целесообразно из всей совокупности выделить лишь те импульсы (20), перед которыми и после которых в течение интервала времени t нет других импульсов. Дл  этого осуществл ютс  следующие операции.

Если длительность входных импульсов (Uj) превосходит t+, то каждый 5 импульс одновибратора 11 через третий элемент И 9 запускает своим задним фронтом RS-триггер 14 (сигнал фиг. 5). Возвращение триггера 14 в исходное состо ние обеспечиваетс  передним фронтом импульса с инвертора 12, Элемент ИЛИ 15 формирует по переднему фронту сигналы сброса информации , поступающие на соответствующий вход амплитудного анализатора 17, Вид этих скгналов РВД ставлен на фиг. 6, Сброс осуществл етс  дл  всех импульсов, сформированных из исходного импульса с длительностью , превосход щей t+f. С выхода ин0

5

0

0

51

вертора 12 сигналы разрешени  записи информации (по заднему фронту) Upg,p поступают на соответствующий вход анлизатора 17 и на ключ 16. Таким образом , амплитудным анализатором 17 регистрируетс  информаци , соответствуща  импульсам с длительностью, не большей t+i. Информаци  об импульсах с большей длительностью сбрасьшаетс  в предыдущие моменты времени. В результате уменьшаютс  и погрешности измерени  размеров частиц.

Claims (2)

1. Фотоэлектрический способ опре- делени  размеров и концентрации взвешенных частиц, включающий зондировани потока исследуемой среды световым пучком, регистрацию сигналов взаимодействи  зондирующего светового пучка с частицами, измерение амплитуды и Числа фотоэлектрических импульсов этих сигналов, по которым определ ют соответственно размеры и концентрацию частиц, отличающийс  тем, что, с целью повьштени  точности за счет устранени  погрешностей, вызванных попаданием в счетный объем одновременно нескольких частиц, фото- электрические импульсы через интервал времени, равный времени пролета частицы через счетный объем, прерьша- ют на врем  меньшее, чем врем  про

0

0

5

0

5

2. Фотоэлектрическое устройство дл  определени  размеров и концентрации взвешенных частиц, содержащее осветитель , на оптической оси которого размещен счетный объем, с которым через объектив оптически сопр жен фото- приемник, выход которого соединен с входом порогового элемента и первым входом аналогового ключа, выходы которых соединены соответственно,с первым входом первого элемента И и информационным входом амплитудного анализатора , второй и третий элементы И, первый и второй инверторы, первый и второй одновибраторы, отличающеес  тем, 4to, с целью повышени  точности за счет устранени  погрешностей , вызванных попаданием в счетный объем одновременно нескольких частиц, в него дополнител но введены RS-триггер, счетчик и элемент ИЛИ, при этом вьосод первого элемента И соедин ен с входом первого одновибра- тора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И,,а выход - с первым входом второго элемента И и входом второго одиовибратора, выход которого соединен с входом первого инвертора и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом второго инвертора и выходом порогового элемента, а выход - с первым виодом элемента

лета частицы через счетный объем, при 35 S-входом RS-триггера, R-вход этом дл  амплитудного анализа из всей которого соединен с выходом первого

совокупности прерванных фотоэлектрических импульсов отбирают только те, у которых интервалы времени , отдел ющие их от предыдущих и последующих импульсов, превьшают длительность прерьшани , а концентрацию определ ют по числу фотоэлектрических импульсов , образованных в результате прерывани .

инвертора, вторым входом первого элемента И, вторым входом аналогового ключа и первым управл ющим входом

40 амплитудного анализатора, а выход

соединен с вторым входом элемента ИЛИ выход которого соединен с вторым управл ющим входом амплитудного анализатора , информационный вход которого

45 соединен со счетчиком.

%

п

20

2J