SU545174A1

SU545174A1 - Способ дисперсионного анализа частиц

Info

Publication number: SU545174A1
Application number: SU752128311A
Authority: SU
Inventors: В.В. Смирнов; Г.Ф. Яскевич
Original assignee: Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority date: 1975-04-22
Filing date: 1975-04-22
Publication date: 1986-07-30

Abstract

СПОСОБ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ЧАСТИЦ путем облучени анализируемых частиц электромагнитнымизлучением и регистрации изображени частиц, отличающийс тем, что, с целые повышени точности и ускорени процесса анализа частиц в объеме, последние облучают частично-когерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7 и измер ют внутренний и внешний диаметры дифракционного кольца изображени частицы.

Description

S

СО

С71 4ib

СЛ Изобретение относитс к технике определени дисперсного состава аэр золей и может быть использовано в тех област х науки и техники, где требуетс анализ микроструктуры рас пьшенных твердых и жидких веществ, например в метеорологии дл измерени дисперсного Состава гидрометеаров , а также в механике и химии дл анализа микроструктуры распыленных жидкостей и порошков. Известны способы регистрации и измерени различных микрообъектов, наход щихс во взвешенном состо нии в газах и жидкости (аэро- и гидрозо ли, кров ные тельца и др.) либо распределенных в объеме веществ (поры, треки осколков дерного делени , дислокации в пленках металло и др.), основанные на анализе полученных на фоточувствительном мате риале изображений частиц. . Наход щиес в рабочем объеме оптического прибора частицы освещают, получают замороженные изображени отдельных частиц или их совокупност по которым суд т о размерах -частиц и их концентрации. Однако при этом вноситс существенна погрешность в измерени х, св занна с неопределенностью глуби ны счетного объема. Кроме того, таким образом невозможно определ т распределение исследуемых частиц в направлении, перпендикул рном к плоскости наводки. Осуществление же и обработка результатов измерени голографических способов,дающих такую информацию, сопр жены с большой сложностью. Целью изобретени вл етс повышение точности и ускорение процесса анализа частиц в объеме. Цель достигаетс тем, что исследуемь е частицы облучают частичнокогерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7, регистрируют изображени частиц и измер ют внут ренний и внешний диаметры дифракцио ного кольца изображени частицы. Опера л 1 облучени частиц светом частичной когерентности обеспечивает получение вокруг изображени частицы, наход щейс вне плоскости наводки, формирующей изображение оптической системы, только одного дифракционного кольца, причем ширина этого кольца не зависит от разме 4 частицы и определ етс положением ее в рабочем объеме. Эмпирическа зависимость между шириной кольца и удалением частицы от плоскостинаводки служит дл определени соответствующего удалени , что позвол ет судить о положении частицы в пространстве , а также уточнить ее размер. Кроме того, знание удалений частиц от плоскости наводки позвол ет точно определ ть и регулир вать глубину счетного объема в зависимости от концентрации частиц, регистриру только частицы с величиной удалени не более заданного. Способ дисперсионного анализа частиц осуществл етс при помощи устройства, содержащего источник электромагнитного излучени (лампу накаливани или импульсную лампу-всрьшку ), оптические системы формировани счетного объема и пучка излучени , падающего на этот объем, и регистрирующую аппаратуру. Причем оптическа система формировани упом нутого излучени снабжена приспособлением дл придани этому пучку степени когерентности, равной 0,5-0,7 (например , светофильтром с полосой пропускани , 1/4-1/6А ,- где Л- средн длина волны излучаемого спектра) и системой линз, формирующих плоский фронт пучка. Тот же результат может быть достигнут при помощи системы двух линз, одна из которьпс формирует изображение источника света в передней фокальной плоскости другой, где размещена диафрагма, диаметр которой таков, что световой пучок в плоскости наводки объектива имеет нужную степень когерентности. Из0бражени частиц регистрируютс при помощи фотоприставки или приемной телевизионной трубки. Обработка полученных изображений частиц может быть автоматизирована. Работа осуществл етс следующим образом. Сначала подбирают необходимую степень когерентности и осуществл ют градуировку. Дл этого подложку с осажденными на ней частицами различных размеров помещают в счетный объем оптической системы и. либо путем изменени рассто ни от источника света до плоскости наводки, либо измен дйину когерентности светового луча при помощи полосых

3 5

фильтров, добиваютс такого положени когда в плоскости изображени первое дифракционное кольцо вокруг изображени частицы будет иметь ркость вьпие окружающего фона, а интенсивность последуюпщх колец не будет превышать интенсивности фона. Перемеща подложку с осажденными на ней частицами известного размера в счетном объеме, дл каждого ее положени измер ют диаметр изображени и ширину дифракционного кольца у частиц разных размеров. Затем стро т зависимость между шириной кольца, а также усредненной величиной поправки на размер изображени и величиной удалени . После этих предварительных операций приступают к основным изме рени м. Исследуемые частицы пропускают через освещаемый частично-когерентным излучением счетный объем, регистрируют получаемое изображение, измер ют на нем параметры изображений отдельных частиц и по ширине ди744

фракционного кольца определ ют величину смещени каждой из них относительно плоскости наводки и корректируют размер.

С помощью указанных выше операций можно определ ть размер частиц с точностью до 5-7% во всем рабочем объеме. Если же требуетс более высока точность, то весь диапазон измер емых размеров разбивают на ин .тервалы и вместо зависимости усредненной величины поправки на размер от удалени частицы от плоскости наводк стро т зависимость размера изображени частиц от их удалени дл каждого интервала, по которвй и определ ют поправку на размер.

Дл определени координат частиц в пространстве объектив оптической системы снабжают насадкой, предотвращающей попадание частиц в пространство между передней поверхностью об ектива и плоскостью наводки.

Claims

. СПОСОБ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ЧАСТИЦ путем облучения анализируемых частиц электромагнитным излучением и регистрации изображения частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса анализа частиц в объеме, последние облучают частично-когерентным излучением со степенью когерентности 0,5-0,7 и измеряют внутренний и внешний диаметры дифракционного кольца изображения частицы.