SU805126A1 - Method of particle dimensions determination - Google Patents
Method of particle dimensions determination Download PDFInfo
- Publication number
- SU805126A1 SU805126A1 SU782697542A SU2697542A SU805126A1 SU 805126 A1 SU805126 A1 SU 805126A1 SU 782697542 A SU782697542 A SU 782697542A SU 2697542 A SU2697542 A SU 2697542A SU 805126 A1 SU805126 A1 SU 805126A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cuvette
- window
- light
- scattering
- scattered
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Изобретение относится к оптическим измерениям и может быть использовано для контроля размеров и кон-: центрации частиц, в частности в химико-фотографической промышленности 3 для контроля физического созревания эмульсии.The invention relates to optical measurements and can be used to control the size and concentration of particles, in particular in the chemical-photographic industry 3 for controlling the physical maturation of the emulsion.
Известны способы определения размеров частиц по рассеянию света β ].Known methods for determining particle sizes by light scattering β].
Однако при практическом осущэствлении этих способов большую ошибку в результаты измерений вносит загрязнение окон кюветы.However, in the practical implementation of these methods, a large error in the measurement results is made by contamination of the cell windows.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 способ определения размеров частиц, заключающийся в том, что через кювету под равными углами к плоскости входного окна пропускают два луча света и сравнивают интенсивности 20 первого луча, прямо прошедшего Через кювету и выходящего под некоторым углом к плоскости выходного окна и пучка, образующегося при рассеянии второго луча в заданном объеме кюве- 25 ты и выходящего из кюветы под тем же углом к плоскости выходного окна, что и первый луч [2].The closest in technical essence to the proposed one is the 15th method of determining particle sizes, which consists in passing two beams of light through a cuvette at equal angles to the plane of the input window and comparing the intensities of the first 20 beams directly passing through the cuvette and emerging at a certain angle to the plane the exit window and the beam formed during the scattering of the second beam in a given volume of the cell and leaving the cell at the same angle to the plane of the output window as the first beam [2].
Недостатком данного способа является то, что для определения час-ι 30 тиц из данных о мутности, полученных этим способом, необходимо знат^ либо концентрацию частиц, либо проводить измерения при неизвестной, но одинаковой для частиц всех размеров концентраций.The disadvantage of this method is that in order to determine the particles т 30 particles from the turbidity data obtained by this method, it is necessary to know either the concentration of particles or to make measurements at an unknown but identical for particles of all sizes of concentrations.
Цель изобретения - исключение зависимости результата измерений от концентрации частиц.The purpose of the invention is the exclusion of the dependence of the measurement result on the concentration of particles.
Цель достигается тем, что через входное окно кюветы пропускают третий луч света под тем же углом к плоскости входного окна, что и первые два луча и сравнивают· интенсивности пучка, образующегося при рассеянии второго луча,и пучка, образующегося при рассеянии третьего луча в заданном объеме кюветы, в котором он рассеивается под тем же углом, что и пучок, рассеянный вторым лучом, и выходит из кюветы под тем же углом к плоскости окна, что и прямо прошедший луч, причем оптические пути всех пучков в кювете различны. ''The goal is achieved by passing a third ray of light through the entrance window of the cuvette at the same angle to the plane of the entrance window as the first two rays and comparing the intensities of the beam generated by the scattering of the second ray and the beam formed by the scattering of the third ray in a given volume cell, in which it is scattered at the same angle as the beam scattered by the second beam, and leaves the cell at the same angle to the plane of the window as the directly transmitted beam, and the optical paths of all beams in the cell are different. ''
На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of a device for implementing the proposed method.
Устройство состоит из лазера 1, пирамвдй 2 с зеркальными гра805126 ними, зеркал 3-5, входного и вы- ходкого окна 6 и 7, лучей 8-10, заданных объемов 11 и 12f светоловушек 13 и 14, объективов 15-17, фотоприемников 18-20, блоков 21 и 22 измерения отношений, регистрирующих приборов 23 и 24.The device consists of a laser 1, pyramid 2 with mirrored grades 805126, mirrors 3-5, input and output windows 6 and 7, beams 8-10, given volumes 11 and 12 f of light traps 13 and 14, lenses 15-17, photodetectors 18-20, blocks 21 and 22 measuring relations, recording devices 23 and 24.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Луч лазера 1 расщепляется на три луча пирамидой 2 с зеркальными гранями. Эти лучи зеркалами 3-5 направляются на входное окно 6 кюветы. Входное окно кюветы ориентировано так, что все три луча пересекают плоскость окна под одинаковым углом,Первый луч 8 выходит через выходное окно 7 кюветы и фокусируется объективом 17 на фотоприемник 20. Пучок света, образующийся при рассеянии второго луча 9 в заданном объеме 12, вышедший через окно 7, фокусируется объективом 16 на фотоприемиик 19. Пучок света, образующийся при рассеянии третьего луча 10 в заданном объеме 11, вышедший через окно 7, фокусируется объективом 15 на фотоприемник 18. Светоловушки 13 и 14 служат для поглощения первого и второго лучей. Сигналы с фотоприемников 19 и 20 подаются на блок 22 измерения отношения сигналов, значение Of которого отсчитывается по 30 прибору’ 24. Сигналы с фотоприемников 18 и 19 подаются на блок 21 измерения отношения сигналов, значение 8g которого отсчитывается по прибору 23.The laser beam 1 is split into three beams by a pyramid 2 with mirror faces. These rays mirrors 3-5 are sent to the input window 6 of the cell. The entrance window of the cuvette is oriented so that all three rays intersect the plane of the window at the same angle. The first beam 8 exits through the exit window 7 of the cuvette and is focused by the lens 17 onto the photodetector 20. A beam of light generated by the scattering of the second beam 9 in a given volume 12, leaving the window 7 is focused by the lens 16 on the photodetector 19. A beam of light generated by the scattering of the third beam 10 in a given volume 11, which emerges through the window 7, is focused by the lens 15 on the photodetector 18. The light traps 13 and 14 are used to absorb the first and second beam whose. The signals from the photodetectors 19 and 20 are fed to the signal ratio measuring unit 22, the Of value of which is counted by the device 30 ’24. The signals from the photodetectors 18 and 19 are fed to the signal ratio measuring unit 21, the 8g value of which is measured by the device 23.
Интенсивности вьаиедших из кюветы пучков определяются выражениями ναν'^τ,τ,.The intensities of the beams emerging from the cell are determined by the expressions ναν '^ τ, τ ,.
(ί) to r«e 1^(ί) to r «e 1 ^
V- -объем, с которого снимается * свет, рассеянный третьим лучом;V- is the volume from which * light scattered by the third ray is removed;
Slj - телесный угол, в котором принимается свет, рассеянный вторым лучом;Slj is the solid angle at which light scattered by the second ray is received;
- телесный угол, в котором принимается свет, рассеян. ный третьим лучом;- the solid angle at which light is received is scattered. third ray;
L - путь, проходимый первым 1 лучом в кювете;L is the path traveled by the first 1 beam in the cell;
L> “ путь, проходимый вторым лулучом в кювете от входного окна до точки рассея- ния;L> “the path traveled by the second beam in the cell from the input window to the scattering point;
Lg - путь, проходимый пучком рассеянного вторым лучом света до выхода из кюветы;Lg is the path traveled by a beam of light scattered by a second ray to exit the cell;
Lj - путь, проходимый третьим лучом, в кювете от входного окна до точки рассе, яния:Lj is the path traversed by the third ray in the cuvette from the entrance window to the scattering point:
L - путь', проходимый пучком рассеянного третьим лучом света до выхода из кюветы;L is the path 'traveled by a beam of light scattered by a third ray to exit the cell;
a,b,с - постоянные, определяющие распределение интенсивности источника по лучам и потери света в оптике;a, b, c - constants that determine the distribution of the source intensity over the rays and the loss of light in optics;
. - пропускание входного окна кюветы;. - transmission of the input window of the cell;
Т - пропускание выходного окна 2 кюветы.T - transmission output window 2 cells.
Используя равенства (I), (2), (3) можно написать выражения для измеряемых отношений интенсивностей . I2*'bIoe ’·* XpfrH(»·,Θ1Using equalities (I), (2), (3), we can write expressions for the measured intensity ratios. I 2 * ' bI o e ' · * XpfrH (»·, Θ1
V2 plV 2 pl
- интенсивность первого пучка, прямо прошедшего кювету;- the intensity of the first beam that directly passed the cell;
- интенсивность пучка, явного вторым лучом, шего из кюветы через ное окно;is the intensity of the beam, which is obvious by the second beam, coming from the cell through the new window;
- интенсивность пучка, янного третьим лучом, шедшего из кюветы через выходное окно;- the intensity of the beam yannoy third beam, coming from the cell through the exit window;
- коэффициент ослабления измеряемой среды;- attenuation coefficient of the measured medium;
η - концентрация частиц (число частиц в единице объема) сечение ослабления частицы размером г;η is the concentration of particles (the number of particles per unit volume) is the cross section for attenuation of a particle of size g;
сечение рассеяния частицы размером г;scattering cross section of a particle of size g;
индикатриса рассеяния частицы рамером г под углом 4>, объем, с которого снимается свет, рассеянный вторьяя лучом;particle scattering indicatrix of dimension r at an angle 4>, the volume from which the light scattered by the second beam is removed;
(2) через(2) through
Z3(r)Z3 (r)
Ep(r) i (г,Q) V2 * pacceвышедвыходpecceвы45Ep (r) i (g, Q) V 2 * total higher output 45
SOSO
1э с *--dep .(5)1 e s * - de p . (5)
Здесь безразмерная постоянная J безразмерная постоянная/ безразмерная постоянная (6),Here the dimensionless constant J is the dimensionless constant / dimensionless constant (6),
I*·5 I * 5
- постоянная не равна нулю, вследствие выборе путей второго и третьего лучей (7)' зависят от- the constant is not equal to zero, due to the choice of the paths of the second and third rays (7) 'depend on
Отношения и U 2 не загрязнения окон кюветы, поскольку пропускания окон кюветы равны для всех трех пучков и при измерении отношения они сокращаются.Relations and U 2 are not contamination of the cell windows, since the transmission of the cell windows is equal for all three beams and they are reduced when measuring the ratio.
Используя уравнения (4) и(5), можно выразить независящую от концентрации величину х» через экспериментально определяемые величины U4 и U 2 и постоянные у -Ж*? - (v ЛИUsing equations (4) and (5), we can express the concentration-independent quantity x ”in terms of the experimentally determined quantities U 4 and U 2 and the constants y - * *? - (v LI
Постоянные Я и L однозначно определяются размерами кюветы и вычисляются по уравнениям (6) и (7), где Ц , L2, Lj, L·’, измеряются непосредственно. Постоянная d определяется известны* образом из уравнения (5) при измерении величины U^, для взвеси частиц с эталонным коэффициентом ослабления р, После этого постоянная q определяется из уравнения (4) при одновременном измерении величин и и^дЬя взвеси частиц с эталонным значением величину §^2| (г .ф) . Например это может быть взвесь Рэлеевских, непоглощающих частиц, для которых ξΡ ) = 1, а индикатриса , рассеяния известна.The constants I and L are uniquely determined by the dimensions of the cell and are calculated by equations (6) and (7), where C, L 2 , Lj, L · ', are measured directly. The constant d is determined * in a known way * from equation (5) when measuring the quantity U ^, for suspension of particles with a reference attenuation coefficient p. After this, the constant q is determined from equation (4) while measuring quantities and § ^ 2 | (g.f). For example, it may be a suspension of Rayleigh, non-absorbing particles, for which ξΡ) = 1, and the indicatrix, scattering is known.
Действительно, из уравнений (4) и (5) находимIndeed, from equations (4) and (5) we find
Поскольку в правой части этого равенства величина5^К| (г , Q) известна, постоянные d и а определены, а и U2 измерены, оно однозначно определяет постоянную q.Since on the right-hand side of this equality the quantity 5 ^ K | (r, Q) is known, the constants d and a are determined, and U and U 2 are measured, it uniquely determines the constant q.
Таким образом, определяемая равенством (8) через измеряемые опытным путем величины 0^ и II, величина X может служить мерой размеров частиц, независимой от их концентрации. При этом сохраняется независимость результата измерений от загрязнений, окон кюветы.Thus, determined by equality (8) through experimentally measured values of 0 ^ and II, the value of X can serve as a measure of the particle size, independent of their concentration. In this case, the independence of the measurement result from contamination, the windows of the cell.
Предлагаемый способ существенно повышает точность измерения размеров дисперсных частиц и уменьшает затраты на очищение окон кюветы от загрязнения и тем самым повышает экономическую эффективность использования устройств измерения размеров частиц в производственных условиях.The proposed method significantly increases the accuracy of measuring the size of dispersed particles and reduces the cost of cleaning the windows of the cell from contamination and thereby increases the economic efficiency of using particle size measuring devices in a production environment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782697542A SU805126A1 (en) | 1978-12-18 | 1978-12-18 | Method of particle dimensions determination |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782697542A SU805126A1 (en) | 1978-12-18 | 1978-12-18 | Method of particle dimensions determination |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU805126A1 true SU805126A1 (en) | 1981-02-15 |
Family
ID=20798915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782697542A SU805126A1 (en) | 1978-12-18 | 1978-12-18 | Method of particle dimensions determination |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU805126A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4215908A1 (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-18 | Ubbo Prof Dr Ricklefs | Optical particle size measurement appts. e.g. for clean room - periodically modulates light incident on measuring vol. e.g by varying light source power or using grating, acoustic=optic modulator or hologram, and detects scattered light. |
-
1978
- 1978-12-18 SU SU782697542A patent/SU805126A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4215908A1 (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-18 | Ubbo Prof Dr Ricklefs | Optical particle size measurement appts. e.g. for clean room - periodically modulates light incident on measuring vol. e.g by varying light source power or using grating, acoustic=optic modulator or hologram, and detects scattered light. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3850525A (en) | Simultaneous multiple measurements in laser photometers | |
US4265538A (en) | Optical sample cell for analysis of particles in liquid suspension | |
JPS5847657B2 (en) | Ryu Taibun Sekiki | |
EP0472899B1 (en) | Photometrical measuring device | |
WO2009067043A1 (en) | Method for measuring particle size in a liquid and device for carrying out said method | |
US3606547A (en) | Spectrophotometer | |
SU805126A1 (en) | Method of particle dimensions determination | |
US3843268A (en) | Sample container for laser light scattering photometers | |
US4696571A (en) | Suspended sediment sensor | |
US8514378B2 (en) | Method of optical teledetection of compounds in a medium | |
JPS6151569A (en) | Cell identifying device | |
JPS61173141A (en) | Particle analyzing instrument | |
JP4910588B2 (en) | Water quality measuring device | |
JPH03154850A (en) | Specimen inspecting device | |
JPH0585020B2 (en) | ||
RU2281479C1 (en) | Fluorometer-turbidimeter | |
US4273449A (en) | Radiation measuring apparatus | |
US5110208A (en) | Measurement of average density and relative volumes in a dispersed two-phase fluid | |
Prince | Absorption spectrophotometry | |
SU1300302A1 (en) | Method of measuring coefficient of light flux attenuation in particulate media | |
JPH0754292B2 (en) | Particle size distribution measuring device | |
JPH0535378B2 (en) | ||
CA1170768A (en) | Laser nephelometric system | |
SU754970A1 (en) | Method of determining the microstructure and refraction factor of atmospheric fog particles | |
SU1497525A1 (en) | Method of determining local attenuation factor in dispersion medium |