SU873762A2

SU873762A2 - Photoelectric device for measuring sizes and concentration of aerosol particles

Info

Publication number: SU873762A2
Application number: SU782664288A
Authority: SU
Inventors: С.М. Коломиец
Original assignee: Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1991-09-07

Description

Изобретение относитс к контроль но-измерительной технике и может быть использовано при контроле за загр знением окружающей среды.The invention relates to the control of the measuring technique and can be used to monitor the pollution of the environment.

Известно фотоэлектрическое устройство дл измерени размеров и концентрации аэрозольньгх частиц.A photoelectric device is known for measuring the size and concentration of aerosol particles.

Оно содержит осветитель, формирующий два световых пучка, схему прососа частиц и двухканальную фотоэлектрическую приемную систему со схемой совпадений и анализатор импульсов, причем в осветитель введено два модул тор , работаю1гд1х на различных частотах , приемна система выполнена в виде схемы, регистрирующей только рассе нное излучение, а в каждый и каналов приемной системы введен фильтр настроенный Hai соответствующую часто- ту модул ции..It contains an illuminator that forms two light beams, a protrusion scheme for particles, and a two-channel photoelectric receiving system with a coincidence circuit and a pulse analyzer. and a tuned Hai filter corresponding to the modulation frequency is introduced into each channel of the receiving system.

В этом устройстве за счет введени модул торов и фильтров удаетс Избавитьс от виньетировани приемной системы, поскольку анализироватьс будут лишь частицы, пролетающие в области пересечени пучков.In this device, due to the introduction of modulators and filters, it is possible to get rid of the vignetting of the receiving system, since only particles flying in the beam intersection region will be analyzed.

G G

Недостатком известного устройства вл етс то, что даже при использова (Л нии когерентного источника света рабочий объем будет иметь некоторую неоднородность освещенности, св занную в частности с виньетированием в осветителе , что приводит к погрещност м A disadvantage of the known device is that even when using (a coherent light source), the working volume will have some irregularity of illumination associated in particular with the vignetting in the illuminator, which leads to faults

00 в определении размеров и концентрации частиц. Погрешности эти могут 00 in determining the size and concentration of particles. These errors may

составл ть дес тки процентов.make up ten percent.

соwith

Цель изобретени - уменьшение по грешности измерени , вызванной неод05 1Нородностью освещенности.The purpose of the invention is to reduce the measurement error caused by neod05 by the inhomogeneity of the illumination.

юYu

Поставленна цель достигаетс тем, что модул торы выполнены в виде однокоординатных сканаторов, расположенных в плоскости, перпендикул рной направлению движени частиц.This goal is achieved by the fact that the modulators are made in the form of single-coordinate scanners located in a plane perpendicular to the direction of motion of the particles.

Сущность изобретени по сн етс чертежом, где показана принципиальN ) на схема данного устройства.The invention is illustrated in the drawing, where the principal schematic diagram of this device is shown.

Устройство содержит источник 1 света (оптический квантовый генератор ) . На пути светового пучка установлены зеркала 2,3 и 4, формируюг(ие два пересекающихс под пр мым угломThe device contains a source of light 1 (optical quantum generator). On the path of the light beam, mirrors 2,3 and 4 are mounted, forming a (two intersecting at right angles

световых пучка. Далее один из пучков проходит через, сканатор 5 (например , акустооптический дефлектор), подключенный к генератору 6. Второй пучок проходит через сканатор 7, подключенный к генератору 8. Объективы 9 и 10 формируют рабочий объем, целиком наход 1цийс в поле зрени приемного обтзектива 11. В плоскости, оптически српр женный с рабочим объемом установлен йотоприемник 12 с соответствующей диафрагмой пол зрени . Кфотоприемнику подключены фильтры 13 и 14, настроенные на разные частоты. К юс выходам подключены детекторы 15 и 16. Схема 17 совпадений подключена к выходам детекторов. Анализатор 18 импульсов имеет вход, подключенный к одному из детекторов, например к детектору 15, и вход, подключенный к выходу схе;мы 17 совпадений.light beam. Then one of the beams passes through, the scanner 5 (for example, an acousto-optic deflector) connected to the generator 6. The second beam passes through the scanner 7 connected to the generator 8. Objectives 9 and 10 form the working volume, which is completely within the field of view of the receiving obtsektiva 11 In the plane, optically aligned with the displacement, the receiver receiver 12 is installed with a corresponding field diaphragm. The photo receiver is connected to filters 13 and 14 tuned to different frequencies. Detectors 15 and 16 are connected to the outputs. Scheme 17 matches are connected to the outputs of the detectors. The pulse analyzer 18 has an input connected to one of the detectors, for example, detector 15, and an input connected to the output of the circuit; we have 17 matches.

Работает устройство следующим образом . The device works as follows.

Через рабочий объем пропускают взвешенные аэрозольные частищ 1 (перпендикул рно плоскости чертежа). Сканаторы 5 и 7 обеспечивают сканирование каждого из лучей в плоскости,, перпендикул рной направлению движени частиц. При этом, как и в основном изобретении, период сканировани много меньше времени пролета частиц через рабочий объем.Weighted aerosol particles 1 (perpendicular to the plane of the drawing) are passed through the working volume. Scanners 5 and 7 scan each of the rays in a plane, perpendicular to the direction of movement of the particles. At the same time, as in the basic invention, the scanning period is much less than the time of flight of particles through the working volume.

: При движении ка)«;дой частицы через рабочий объем образуетс два цуга световых импульсов. Фотоприемник преобразует эти световые импульсы в электрические , причем один цуг переходит чеI: As k) moves, the two particles of light pulses form through the working volume. A photodetector converts these light pulses into electrical ones, with one train passing through four

рез фильтр 13, другой через фильтр 14. Детекторы 15 и 16 выдел ют огибающие этих цугов, причем одна из огибающих поступает на вход анализатора 18. С помощью схемы 17 совпадений будут анализироватьс лишь те частицы, которые проход т в области пересечени пучков света. Сканаторы 5 и 7 выполн ют роль модул торов интенсивности рассе нного аэрозол ми света. Амплитуды цугов импульсов соответствуют средней освещенности рабочего объема, усредненной за врем пролета частицы, причем чем меньше отношение периода сканировани к времени пролета части цы через рабочий объем, тем вьше средн однородность осв ещенности, независимо бт однородности каждого пучка. Таким образом, амплитуды огибаювщх цуга импульсов в каждом канале приемной системы не будут зависеть рт места прохождени частицы через рабочий объем.cut filter 13, another through filter 14. Detectors 15 and 16 select the envelopes of these trains, and one of the envelopes enters the input of the analyzer 18. With the help of coincidence circuit 17, only those particles that pass in the region of intersection of light beams will be analyzed. Scanners 5 and 7 serve as modulators of the intensity of light scattered by aerosols. The amplitudes of the pulse trains correspond to the average illumination of the working volume averaged over the time of particle transit, and the smaller the ratio of the scanning period to the time of flight of the particle through the working volume, the higher the homogeneity of the light, independently of the uniformity of each beam. Thus, the amplitudes of the rounding pulses in each channel of the receiving system will not depend on the location of the particle passing through the working volume.

В этом случае в каждом пучке зона, имеюща степень однородности освещенности не ниже заданной, т.е. свободна от виньетировани , будет.перемещатьс в плоскости, перпендикул рной направлению движени частиц, а поскольку период сканировани много :; меньше времени пролета частиц, то частица пересечет эту зону.In this case, in each beam, an area with a degree of uniformity of illumination not lower than the specified one, i.e. free from vignetting, will move in a plane perpendicular to the direction of particle movement, and since the scanning period is long:; less time of flight of particles, the particle will cross this zone.

Данное устройство позвол ет повысить точность измерений путем уменьшени вли ни неоднородности освещен ности рабочего объема, возникающей, например, за счет виньетировани осветител .This device allows one to increase the measurement accuracy by reducing the effect of nonuniformity of illumination of the working volume, such as arising from the vignetting of an illuminator.

Claims

PHOTOELECTRIC DEVICE FOR MEASURING THE SIZES AND CONCENTRATION OF AEROSOL PARTICLES according to ed. USSR No. 692353, characterized in that, in order to reduce the measurement error caused by the heterogeneity of illumination, the modulators are made in the form of single-coordinate scanners located in a plane perpendicular to the direction of motion of the particles.