Измеритель размеров движущихся частиц

О П И С А Н И Е,ри 554466ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтских Социалистических Республик(51) М, Кл а 6 01 В 9/02 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам иаооретенийи открытий(72) Автор изобретения Н, В. Гончаров Институт экспериментальной метеорологии(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗМЕРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ЧАСТИЦ Изобретение относится к оптико-интерференционным устройствам и может быть использовано при геофизических и метеорологических исследованиях, например, для изучения дисперсионного состава аэрозольных сред в атмосфере.Известны устройства для измерения размеров частиц аэрозолей в потоке, Такие устройства содержат источник излучения, фотоприемник рассеянного излучения и регистрирующую аппаратуру.В этих устройствах счетный объем формируется с помощью оптических элементов, осветителя и коллиматора приемника вокруг точки пересечения оси пучка излучений, идущих от осветителя, с оптической осью прием. ника (1).Наличие вин ьетированных зон в таких устройствах не может обеспечить создание счетного объема с достаточно четкими границами и высокой равномерностью излучения по полю, что ограничивает разрешающую способность устройств,Известный измеритель (2) имеет источник монохроматическоо света и формирователь интерференционной картины и фотоприемник ра сеянного излучения. При прохождении частицы через сетку интсрференционных полос, сформированных в исследуемом объеме, на выходе приемника образуется сигнал синусоидальной формы, частота которого пропорциональна скорости движения частицы.При этом информация о размере частицы заложена в амплитуде рассеянного излучения.5 Поскольку рассеянное излучение зависит нетолько от размеров частиц, но и от комплексного показателя преломления ее материала,то искажение амплитуды сигналов от указанных факторов ограничивает точность измере 10 ния.Целью настоящего изобретения являетсяувеличение тонности измерений размеровдвижущихся частиц,Это достигается тем, что в предлагаемом15 измерителе размеров частиц в качествс формирователя использован интерферометр Фабри-Перо.На чертеже приведена блок-схема описываемого измерителя размеров частиц.20 Измеритель содержит исследуемый объемс источником монохроматического света 1,интерферометр Фабри-Перо 2, образованныйполупрозрачным покрытием плоских поверхностей линз и дистанционного кольца 4, дп 25 афрагму 5 и фотоприемник б, подключенныйк регистрирующему устройству 7.Устройство работает следующим образом.Излучение, рассеянное частицей в исследуемом объеме 1, заполняет зрачск линзы 2 и30 параллельными пучками проходит через ип554466 Формула изобретения Составитель А, МедведевТекред М. Семенов Корректор Л, Денискина Редактор И. Шейкин Заказ 978/10 Изд. Кв 385 Тираж 904 Подписное ЦНИИПИ Государствеггггого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5Тггпографггн, пр, Сапунова, 2 терферометр 2, образующаяся при этом в задней фокальной плоскости линзы 3 интерференционная картина регистрируется с помощью фотоприемника 6 регистратором 7. Поскольку интерферометр пропускает только то излучение, которое входит в него под углами, удовлетворяющими условию максимального (или близкому к нему) пропускания, то каждая рассеивающая частица, пролетая через световое поле в исследуемом объеме, посылает рассеянное излучение в фотоприемник только тогда, когда она находится в области пространства, лучи из которого удовлетворяют условию максимального пропускания. Таким образом при своем движении через световое поле частица дает на выходе фотоприемника световой импульс, длительность которого обусловлена скоростью движения и размером этой частицы и описывается выражением: где т - длительность светового импульса,О - угловой размер зоны, удовлетворяющий условию образования максимума интерференционной картины,д - угловой размер рассеивающей частицы в направлении ее движения,к - скорость движения частицы, 1 - переднее фокусное расстояние коллиматора приемника. Таким образом, длительность получаемыхимпульсов линейно связана с размером частиц и не зависит ни от показателя преломления, ни от стабильности источника излуче ния и неравномерности образованного имсветового поля.Применение устройства позволяет повысить точность измерений и исследовать потоки частиц с концентрацией до 10 в : 10 ча стиц на 1 см,15 Измеритель размеров движущихся частиц,содержащий источник монохром атического света и формирователь интерференционной картины с приемником рассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью 20 увеличения точности измерений, в качествеформирователя использован интерферометр Фабри-Перо.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Ю. В. Копышев и др. Самолетный фотоэлектрический измеритель облачных капель. Изв, АН СССР, сер. Физика атмосферы и океана, т. 2, Мо 7, 1966.2. А, С. Федоров и др. Некоторые применения газовых лазеров. Обзоры по электронной технике, выпуск Мо 13 (160) ЦНИИ Электроника, 1973, стр. 27 - 29 (прототип),