SU1642326A1 - Способ исследовани распределени параметров рассеивающих частиц - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике определени  оптическими методами распределени  параметров рассеивающих частиц в объекте и может быть использовано в различных отрасл х промышленности . Цель изобретени  - повышение точности измерений. Дл  этого исследуемый объект освещают сканирующим пучком известной мощностиt фиксируют координату освещаемой точки- объекта в плоскости, обращенной к источнику света, и регистрируют рассе нное измерение от соответствующего данной точке элемента объема объекта с одновременным измерением мощности прошедшего сквозь объект излучени  По зарегистрированному рассе нному излучению суд т о распределении рассеиваю- щих центров в элементе объема, а по мощности прошедшего излучени  - о рассеивающей способности каждого из центров. 1 ил. 2 уг (f, С

Description

Изобретение относитс  к определению оптическими методами распределени  параметров рассеивающих частиц в исследуемом объеме и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, например в химической , электронной, оптико-механической , а также в гидродинамике, теплофизике и физике плазмы.

Причем под термином частицы понимаютс  как непрозрачные дл  света включени , содержащиес  в исследуемом объекте, так и прозрачные локальные области, имеющие показатель преломлени , отличный от показател  преломлени  излучаемого объекта.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений параметров рассеивающих центров.

Сущность предложенного способа заключаетс  в том, что исследуемый объект освещают пучком известной мощностей, который сканируют по траектории, параметры которой выбирают -исход  из особенностей решаемой задачи. Это может быть, например, плоскость, сфера, (часть сферы) или поверхность (часть поверхности) более сложной формы. ПоС5 -U 1C

оэ

1C

3

ложение сканируемого светового пучка по отношению к объекту регистрируют в каждый фиксированный момент времени, одновременно регистрируют излучение, рассе нное частицами (рассеивающими центрами), содержащимис  в элементе объекта, который освещаетс  в данный фиксированный момент времени. Одновре- менно измер ют интенсивность света, прошедшего через соответствующую область объекта. Но зарегистрированному рассе нному излучению суд т о распределении рассеивающих центров (частиц) в соответствующем элементе объекта. Измерение интенсивности света, прошедшего через этот элемент, позвол ет определить рассеивающую способность каждой из частиц.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит лазер 1, измеритель 2 мощности лазерного излучени , сканер 3, осветительный 4 и при- емный 5 объективы, исследуемый объект 6, размещенный между объективами 4 и 5, фотоприемник 7, вычислительно- управл ющии блок 8,св занный с измерителем 2 мощности, сканером 3 и фото- кинорегистрирующим устройством 9, причем сканер 3 согласован с объективом 4, а фотоприемнйк 7 - с объективом 5.

Устройство работает следующим об- разом.

Свет, генерируемый лазером 1, посл измерени  его мощности измерителем 2 попадает на сканер 3, который представл ет собой зеркало, управл емое по углу наклона с помощью электрического сигнала и расположенное в фокальной плоскости объектива 4, Таким образом, сканирование по. углу трансформируетс  в плоскопараллельное перемещение лазерного пучка в области исследуемого объекта 6. На чертеже пунктирными лини ми обозначены крайние положени  сканируемого пучка, а двойной линией - положение зондирую- щего лазерного пучка в фиксированный момент времени. Прошедший через объек 6 лазерный пучок попадает на фотоприемник 7, расположенный в фокальной плоскости объектива 5. Таким образом, лазерные пучки, проход щие в различчные моменты времени через разные области исследуемого объекта, попадают в одну и ту же область фотоприемника

7, что позвол ет исключить вли ние на результаты измерений разЬроса параметров фотоприемника по светочувствительной поверхности и дополнительно повысить точность измерений. Одновременно с регистрацией интенсивности прошедшего через объект света осуществл етс  (с помощью фотокинорегист- рирующего устройства 9) регистрации- картины освещаемого участка объекта в свете, рассе нном частицами. Фиксирование координаты сканирующего пучка в плоскости, перпендикул рной оптической оси объективов 4 и 5, осуществл етс  путем регистрации и запоминани  в вычислительно-управл ющем блоке 8 уровн  напр жений, управл ющих сканером 3. При этом идентификаци  информации , зарегистрированной устройством 9 и фотоприемником 7, осуществл етс  путем синхронизации их работы с помощью вычислительно-управл ющего блока 8.

Повышение точности измерени  распределени  параметров рассеивающих центров (частиц) обеспечиваетс  тем, что в каждый фиксированный момент времени освещаетс  лишь узка  область изучаемого объема, причем положение этой области фиксируетс , а интенсивность освещаемого потока известна. В этот фиксированный момент времени свет рассеивают лишь те частицы, которые наход тс  в освещаемой узкой области объекта.

Зарегистрированна  в рассе нном свете картина объекта в фиксированный момент времени дает информацию о распределении рассеивающих центров в освещаемой области и соотношении рассеивающих способностей этих частиц. Одновременное измерение абсолютного значени  суммарной рассе нной освещаемыми частицами интенсивности света позвол ет (с учетом данных о распределении параметров частиц) измерить абсолютные значени  параметров рассеивающих центров, исключив вли ние на результаты этих измерении эффектов многократного рассе ни . Кроме того, снижаютс  требовани  к мощности источника света, упрощаетс  процесс получени  количественной информации о параметрах исследуемых частиц.

Часть пучка светаf генерируемого лазером ЛГ-52-3, направл етс  с помощью зеркала, имеющего коэффициент отражени  20%, на измеритель мощное;ти , состо щий из калибровочного фото- диода и микроамперметра. Прошедший через зеркало световой пучок, имеющий

мощность (где 1цзм измеренна  интенсивность), направл етс  на магнитоэлектрический сканер, представл ющий собой гальванометр типа М017, помещенный в поле посто нного магнита . В качестве объективов используют- с  телескопические объективы типа ТАИР-3, в качестве фотоприемника - фотодиод ФД-24К, а в качестве фото- кинорегистрирующего устройства - регистрирующа  фотокамера типа РФК-5.

Вычислительно-управл ющий блок представл ет собой измерительно-вычислительный комплекс на базе мик- роЭВМ Электроника-60 и аппаратуры КАМАК, в состав которой входит анало- го-цифровой преобразователь (АЦП) дл  приема информации с ФД-24К и два циф- роаналоговых преобразовател  (ЦАП) дл  управлени  сканером и РФК-5. Дл  кинор егистрации картины объекта в рассе нном свете используетс  кинопленка КН-3 (режим ее химической обработки - стандартный).

При подаче управл ющего посто нного напр жени  от ЭВМ через первый ЦАП на сканер положение лазерного пучка фиксируетс  в пространстве. Он освещает фрагмент измерительного объема. Синхронно с освещением происходит ввод в ЭВМ сигнала с ФД-24К че- рез АЦП и вырабатываетс  сигнал, поступающий через второй ЦАП на реле, управл ющее работой РФК-5.

Пусть в конкретный момент времени получено, что в освещенном фрагменте элемента объекта имеетс  п ть рассеивающих частиц (определено по фотографии этого фрагмента, полученной с помощью РФК-5) и имеетс  ослабление интенсивности света, прошедшего через фрагмент объекта, на величину Д1

I0- L I, где Ig - известна  интенсивность зондирующего пучка; I( - зарегистрированна  с помощью ФД-24К интенсивность прошедшего света. При фо- тометрировании пленки с изображением освещаемого фрагмента в рассе нном свете получены относительные величины рассеивающих способностей освещенных частиц, которые соотнос тс  как 1:2: :3:5:8. Тогда абсолютные значени  рассеивающих способностей зарегистрированных частиц равны: Д1/19; 2Д1/19; 341/19; 5&I/19; 8Д1/19. Причем на результаты этих измерений не оказывает вли ни  свет, рассе нный частицами, наход щимис  в област х объекта, прилегающих к освещаемому фрагменту. Данные о параметрах рассеивающих частиц во всем объекте получают путем суммировани  результатов измерений по каждому фрагменту в отдельности.

Оормула изобретени 

Способ исследовани  распределени  параметров рассеивающих частиц в объек те, включающий освещенное объекта и регистрацию рассе нного им излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, объект освещают сканируемым пучком известной мощности, фиксируют координату освещаемой точки объекта в плоскости , обращенной к источнику излучени , регистрируют рассе нное излучени от соответствующего Данной точке элемента объема, одновременно измер ют мощность прошедшего сквозь него излучени  и по зарегистрированному рассе нному излучению суд т о распределении рассеивающих центров в элементе объема, а по мощности прошедшего излучени  - о рассеивающей способности каждого из центров.

Редактор А. Маковска 

Составитель Н. Грищенко

Техред Л.Олийнык Корректор М. Максимишинец

Заказ

Тираж 390

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное

Claims (1)

1. Формула изобретения/

   Способ исследования распределения параметров рассеивающих частиц в объект¹ те, включающий освещение объекта и регистрацию рассеянного им излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, объект освещают сканируемым пучком известной мощности, фиксируют координату освещаемой точки объекта в плоскости, обращенной к источнику.излучения, регистрируют рассеянное излучение от соответствующего Данной точке, элемента объема, одновременно измеряют мощность прошедшего сквозь него излучения и по зарегистрированному рассеянному излучению судят о распределении рассеивающих центров в элементе объема, а по мощности прошедшего излучения - о рассеивающей способности каждого из центров.

   Составитель Н. Грищенко Редактор А. Маковская Техред .Л.Олийнык КорректорМ. Максимишинец Заказ 1142 Тираж 390 Подписное ВНИИПИ Государственного 113035, комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101