SU1693467A1

SU1693467A1 - Оптический анализатор дисперсного состава двухфазного потока

Info

Publication number: SU1693467A1
Application number: SU894741751A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Землянский; Анатолий Иванович Бобрышев; Александр Павлович Чудесов
Original assignee: Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1991-11-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл измерени размеров, распределени по размерам,концентрации микрочастиц в двухфазных потоках. Цель изобретени - повышение точности измерени дисперсного состава при малых концентраци х микрочастиц за счет уменьшени вли ни неравномерности распределени интенсивности света в измерительном объ- еме. Устройство состоит из источников света , коллиматора, формирующего параллельный пучок, расщепител , на выходе которого образуютс два пучка, зеркала, второго коллиматора, двух модул торои интенсивности света, второго зеркала, смесител , фокусирующей системы, приемной оптической системы, фотодетектора, двух полосовых фильтров, двух синхронных детекторов , управл ющего устройства, генераторов электрических сигналов и амплитудного анализатора импульсов. 2 ил.

Description

(/

С

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл измерени размеров, распределени по размерам,концентрации микрочастиц в двухфазных потоках.

Цель изобретени - повышение точности измерени дисперсного состава при малых концентраци х частиц.

Цель достигаетс за счет уменьшени вли ни неравномерности распределени интенсивности света в измерительном объеме .

Кроме того, благодар использованию модулированных пучков света и синхронных детекторов обеспечиваетс высока чувствительность.

На фиг. 1 показана геометри измерительной зоны; на фиг. 2 - функциональна схема оптического анализатора дисперсного состава двухфазного потока.

Два коаксиально расположенных пучка света (фиг. 1)промодулированы разными частотами и имеют различные диаметры: DI - счетный пучок, DZ - измерительный пучок. Двухфазный поток, двигакщийс вдоль оси X, пересекает оба световых пучка и образует измерительный и счетный объемы.

Оптический анализатор дисперсного состава двухфазного потока (фиг. 2) состоит из источника 1 света, первого коллиматора 2, формирующего параллельный пучск 3, расщепител 4, на выходе которого образуютс два пучка 5 и 6, первого зеркала 7 второго коллиматора 8, двух модул торов 9 и 10 интенсивности света, второго зеркала 11, смесител 12, фокусирующей оптической системы 13, зоны 14 измерени , через которую движетс исследуемый поток частиц , собирающей оптической системы 15, собирающей свет 16, рассе нный под углом

О

о

со

Ј.

Оч sj

90°, на фотодетектор 17, полосовых фильтров 18 и 19, синхронных детекторов 20 и 21, управл ющего устройства 22, генераторов 23 и 24. электрических сигналов и амплитудного анализатора 25 импульсов.

Анализатор работает следующим образом ,

Источник 1 света, например лампа накаливани , излучает белый свет, который с помощью коллиматора 2 преобразуетс в коллимированный пучок 3. Пучок 3 света с помощью расщепител 4 делитс на два равных по мощности пучка 5 и 6. Пучок 5 после отражени от зеркала 7 проходит коллиматор 8, с помощью которого преобразуетс в пучок с диаметром меньшим, чем у пучка 3.

На пути пучков 6 и 5 установлены соответственно модул торы 9 и 10 интенсивности света, подключенные к генераторам 23 и 24, с помощью которых обеспечиваетс модул ци пучков 6 и 5 на различных частотах f 1 и f2. Пучок 5, отразившись от зеркала

11,направл етс на первый вход смесител

12,на второй вход которого направл етс пучок 6. На выходе смесител 12 образуютс два коаксиально совмещенных пучка, имеющих различные диаметры. Эти пучки фокусируютс фокусирующей оптической системой 13 в зону 14 измерени , образу в ней (фиг. 1) счетный объем диаметром DI в области распространени пучка 6, а также измерительный объем диаметром Оа(0а . Di) в области распространени пучка 5. Причем диаметры пучков на входе фокусирующей системы выбираютс таким образом , что счетный объем диаметром DI выдел ет в измерительном объеме диаметром D2 область равномерной освещенности зоны измерени , формируемой пучком 5. При движении потока через зону 14 измерени в направлении оси OY (фиг. 1), если частица проходит одновременно через счетный объем пучков 5 и 6, рассе нное излучение 16 собираетс оптической приемной системой 15 на фогодетекторе 17. На выходе фотодетекгора 17 с помощью полосовых фильтров 18 и 19, настроенных на частоты fi и fa, выдел ютс два импульса, которые далее поступают на входы синхронных детекторов 20 и 21. После детектировани сигналы с выходов синхронных детекторов 20 и 21 поступают в управл ющее устройство 22. Причем сигнал с выхода детектора 20 используетс в качестве управл ющего , а сигнал с выхода детектора 21, амплитуда которого определ етс размером частицы, используетс дл получени информации о распределении частиц по размерам. Если частица проходит только

через область измерительного объема пучка 5 за пределами счетного пучка 6, то в .этом случае формируетс только импульс н& выходе синхронного детектора 21, и поэтому управл ющее устройство 22 не срабатывает и сигнал с выхода фотодетектора 17 но поступает в амплитудный анализатор 25 импульсов .

10

Claims

Формула изобретени

Оптический анализатор дисперсного состава двухфазного потока, содержащий последовательно установленные источник

света и первый коллиматор, фокусирующую и собирающую оптические системы, оптические оси которых пересекаютс под углом, на выходе собирающей оптической системы установлены фотодетектор и многоканальный амплитудный анализатор импульсов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени дисперсного состава при малых концентраци х микро- частиц, анализатор дополнительно

содержит интерферометр, второй коллиматор , первый и второй модул торы, первый у, второй синхронные детекторы, первый и второй полосовые фильтры, устройство управлени , два генератора сигналов с члстотами ft и 72, причем интерферометр выполнен из двух расщепителей и двух зеркал , установлен между первым колиматором ифо- кусирующей оптической системой, второй коллиматор установлен в одном плече интерферометра , в два противоположных плеча интерферометра установлены по одному модул тору, последовательно включенные первый полосовой фильтр и первый синхронный детектор установлены между первым выходом фотодетектора и управл ющим входом управл ющего устройства , а последовательно включенные второй полосовой фильтр и второй синхронный детектор установлены между вторым

выходом фотодетектора и основным входом управл ющего устройства, выход которого подключен к входу анализатора импульсов, первый полосовой фильтр и первый синхронный детектор выполнены с возможностью пропускани электрического сигнала

на частоте fi, а второй полосовой фильтр и второй синхронный детектор выполнены с возможностью прохождени электрического сигнала на частоте fa, кроме того, первый выход генератора частоты fi подключен к

первому модул тору, а второй выход - к первому синхронному детектору, второй генератор частоты fa подключен к второму модул тору , а второй выход генератора - к

второму синхронному детектору.

фиа1