SU1643995A1 - Устройство дл измерени размеров и концентрации взвешенных частиц - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использованодля определения характеристик дисперсных сред в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контролезапыленности. Цель изобретения - уменьшение нижнего предела измеряемыхразмеров за счет снижения частоты сканированиябез уменьшения скорости движениячастиц. Устройство содержит осветительI, дефлектор 2, объектив 3, фокус 4 котороголежит в области пролета частиц, цилиндрическую линзу 5, вогнутое сферическоезеркало 6 и приемно-анализирую- щий блок- 7. Изобретения позволяет уменьшитьнижний предел измеряемых размеров, поскольку уменьшается частота сканирования(без уменьшения скорости движения частиц) за счет увеличения эффективного размера пучка (без уменьшения интенсивности), обеспечиваемого линзой 5 и зерка- лом 6 3 ил. sfi

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  определени  характеристик дисперсных сред в химической промышленности , метеорологии, медицине, при контроле запыленности.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение нижнего предела измер емых размеров за счет снижени  частоты сканировани  без уменьшени  скорости движени  частиц.

На фиг. 1 представлена схема устройства , вид в направлении движени  частиц; на фиг. 2 - то же, вид в направлении, перпендикул рном направлению движени  частиц; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит осветитель 1 (например , ОКГ), дефлектор 2, объектив 3, фокус 4 которого лежит в области пролета частиц, цилиндрическую линзу 5 с фокусным рассто нием /, вогнутое сферическое зеркало 6 с радиусом кривизны R (установленное соосно с объективом 3) и при- емно-анализирующий блок 7. При этом цилиндрическа  линза 5 расположена посередине между фокусом 4 объектива 3 и,зеркалом 6, причем ее фокусное рассто ние выбрано равным половине рассто ни  между нею и зеркалом 6 и ориентировано так, что плоскость ее главного сечени  перпендикул рна направлению движени  частиц. Зеркало 6 имеет радиус кривизны /, равный рассто нию зеркала 6 от фокуса 4, и установлено с возможностью поворота вокруг оси, перпендикул рной оси объектива и направлению движени  частиц, вокруг оси, перпендикул рной плоскости чертежа (фиг. 2). При этом в фокальной плоскости объектива 3 отраженный от зеркала 6 пучок смещен в направлении движени  частиц на величину, равную своему диаметру , относительно пучка, фокусируемого объективом 3 (фиг. 2). Приемно-анализирующий блок 7 установлен так, что собирает определенную часть света, рассе нного исследуемыми частицами при их пролете через световой пучок.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от осветител  1 дефлектором 2 сканируетс  в плоскости, перпендикул рной направлению движени  частиц, с периодом повторени  Т. Объектив 3 фокусирует пучок в область пролета частиц. В фокальной плоскости объектива 3 пучок а (фиг. 2) имеет диаметр 20, причем линейна  амплитуда сканировани  заведомо превосходит указанный диаметр. В плоскости главного сечени  (фиг. 1) .цилиндрическа  линза 5 строит на зеркале б действительное изображение пучка с коэффициентом увеличени , равным единице, поскольку рассто ние от линзы 5 до фокуса 4 объектива 3 и до зеркала 6 равно 2f.

После отражени  от зеркала 6 световой пучок линзой 5 собираетс  в фокальную плоскость объектива 3. Коэффициент

увеличени  системы линза 5 - зеркало 6 с учетом двухкратного прохождени  пучка через линзу 5 равен +1 в плоскости чертежа (фиг. 1) и -1 в плоскости чертежа (фиг. 2). Вследствие этого отраженный пучок b (фиг. 2) имеет тот же диаметр 2а, что и пучок а, формируемый объективом 3, и при сканировании пучка а в фазе с ним сканируетс  и пучок Ь. Но в направлении потока частиц пучки

а и b разнесены на величину 20 (фиг. 2). Поскольку при освещении частиц одним пучком период Т сканировани  пучка и скорость движени  частиц V св заны соотношением

15

где А - размер пучка (в фокальной плоскости объектива 3), в пределах которого неоднородность интенсивности не пре- 0 восходит заданной величины (положим дл  определенности, 20%), то люба  частица хот  бы один раз будет пересечена достаточно однородной областью пучка. Дл  наиболее часто встречающегос  гауссова профил  лазерного пучка Ддао, т. е. Т.у-- В

то же врем , как показывают расчеты, дл  профил  интенсивности, обусловленного наложением двух гауссовых пучков с диа- Q метром 20 каждый, , если пучки смещены относительно друг друга на рассто .30

ние

;20. В этом случае и Т1

При той же скорости V период сканиро- вани  может быть в три раза больше, чем в случае освещени  частиц одним пучком . Соответственно, в три раза увеличиваютс  длительности импульсов рассе нного частицами света и в три раза может быть уменьшена полоса пропускани  электронного тракта. При этом улучшаетс  отношение сигнал-шум и, следовательно, уменьшаетс  нижний предел измер емых размеров частиц.

При неизменном периоде сканировани  скорость движени  частиц может быть уве- личена в три раза. При этом уменьшаютс  погрешности, св занные с забором частиц из движущейс  среды (допустима  скорость ветра повышаетс  примерно в три раза).

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  размеров и концентрации взвешенных частиц, содержащее осветитель, дефлектор, объектив и прием- но-анализирующий блок, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  нижнего предела измер емых размеров за счет снижени  частоты сканировани  без уменьшени  скорости движени  частиц, в устройство введены вогнутое сферическое зеркало, расположенное соосно с объективом на рассто нии от фокуса объектива, равном радиусу кривизны зеркала, причем зеркало установлено с возможностью поворота вокруг оси, перпендикул рной оси объектива и направлению движени  частиц, а также цилиндрическа  линза, расположенна  соосно с осью объектива посередине между фокусом объектива и сферическим зеркалом и ориентированна  так, что плоскость ее главного сечени  перпендикул рна направлению движени  частиц, причем фокусное рассто ние линзы выбрано равным половине рассто ни  между линзой и зеркалом.

   А-А

   Фиг.З