Устройство для определения концентрации облачных капель

(П) ц 11 оо 1 а 0 ЫЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И САН ОРСКОМ КАВ ИДЕТЕЛ 21) 3461848/18-10 кювету с системой напуска дисперс 22) 02.67.82 . ной среды, оптическую систему, диаф 46) 23.10.83. Вюл. В 39 :; рагму, фотоприемник, а также счет 72) Ю.В.Жуланов,. Н.А.Невский,чик импульсов, о т л и ч а ю щ е еА.А.Лушников, И.В.Петрянов и О.Н.Ни-с я тем, что, с целью расширениякитин диапазона и повышения точности.(53) 551508,9(088.8)измерений путем вероятностного обна 56) 1. Авторское свидетельство СССР . ружения импульсным освещением одиР. 957067, кл. ч 01 И 15/07, ночных частиц в рабочем объеме,07".09.82 оно снабжено задатчиком частоты,2 Патент США 9 4140395,Асоединенным с импульсным источникомкл. О. 01 Н .15/02, 2002 е 79 прототиЩ а света и счетным входом счетчика им(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕЦЕЛЕННЯ пульсов, управляющие входы которого-1 КОНЦЕНТРАЦИи ОБЛАЧНЫХ КАПЕЛЬ, содер- подключены к введенному синхронизааащее располоаенные последовательно тору, связанному с выходом фотопри-Импульсный источник света, рабочую . емника,4Изобретение отно ится к измерительной технике в метеорологии и может быть использовано для определения характеристики атмосферы, например, концентрации капель н облаках и туманах 5Известно устройство для определения концентрации облачных капель,содержащее источник света, рабочуюкюнету с дисперсной средой, оптическую систему, диафрагму, фотоприем. ник, счетчик импульсов и таймер( Ц,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройств,д)яопределения концентрации облачныхкапель, содержащее расположенныепоследовательно импульсный источниксвета., рабочую кювету с системой на-:собирающую систему, диафрагму, фотоприемник, а также счетчик импульсон 2, 20,. . Недостатками известных устройствявляются ограничение по диапазонуи низкая точность измерений вслед"стние регистрируейости при освещениидвух частиц, находящихся н рабочем 25объеме, как одной частицы.Цель изобретения - расширение,диапазона измеряемых концентрацийа также повышение точности измерений путем вероятностного обнаружения импульсным освещением короткойдлительности одиночных частиц, находящихся в рабочей объеме.Указанная цель достигается тем,,:что устройство для определения концентрации облачных капель, содержащее расположенные последовательно импульсный источник света, рабочуюкювету с системой напуска, оптическую систему, полевую диафрагму, Фотоприемник, а также счетчик импульсов, 40снабжено задатчиком частоты, соединенным с импульсным источником света исчетным входом счетчика импульсовупра",вляющиЕ вхощи которого подключены квведенномусинхронизатору,связанному 45с выходом фотоприемника,На чертеже изображена схема уст"ройства.Устройство состоит иэ импульсногоисточника 1 света, системы 2 напус Ока дисперсной среды н рабочую кювету 3, оптической собирающей системы 4,полевой диафрагмы 5, Фотоприемника б,включателя 7, счетчика 8 импульсов,синхронизатора 9 и эадатчика 10 частоты, Счетный вход счетчика .8 импуль. сов связан с задатчиком 10 частоты,а управляющие входы счетчика 8 импуль-.сов "Пуск" и "Стоп" соединены с соответствующими выходами синхрбнизато.ра 9, нход которого связан с фото- Б 0приемником б.Устройство работает следующим образом.Через рабочую кювету 3, освещаемую импульсным источником 1 света, Б 5 с помощью системы 2 напуска дисперсной среды прокачивается анализируемый воздух. Задатчик 10 частоты задает частоту 1 и длительностьл(, вспышек света, удовлетворяющие соотношениям1 ь-- И(, сс -Е и мгде- длина рабочего объемав рабочей кювете фО - скорость прохождениядисперсной среды н рабочем объеме.Таким образом, между двумя вспышками капля успевает пересечь весь рабочий объемп/н с Ч)При этом онане будет зарегистрирована дважды,так как длительность вспышки многоменьше нремени нахождения капли врабочем объеме (,(. сс "/н)Г момент регистрации случайнЫмобразом в рабочей кювете 3 первойчастицы после сигнала "Измерениефот включателя 7 сигнал с фотоприемника б через синхронизатор 9 запускает счетчик 8 импульсов. После случайной регистрации в рабочей кювете 3 1 -той частицы синхронизатор 9выключает счетчик 8 импульсов.Предположив, что функция В ( )(, 1 )описывающая вероятность нахожденияв рабочем объеме Х частиц в момент времени Ф , характеризУетсяраспределением Пуассона можновывести из теории вероятности связьконцентрации капель и с числомвспышек И.; , сосчитанную за времямежду регистрациями первой и-тойчастицы,юехр 1ч(и,.ц) 2(и,Где Ур " величина рабочего .объема,число вспышек, сосчитанных счетчиком при регистрации частиц;в - градуироночный коэффициент,В общем случае, когда функцияЮ(х,1) характеризуется биномиальнымраспределением (частным случаем которого является распределение Пуассона), эта связь имеет видО Егде а-и Мр;, фй - число вспышек до появлениячастицы в ЧрП р и м е р. Пусть величина рабочего объема Мр10 см длина его= 0,02 см, скорость прокачкиЬ Ъ 1 м /с, Иэ соотношения следует,что частота т5105 Гц. Примемдопустимую велйчину статистическойпогрешности в определений .концентрации 5%, тогда по формуле Стьюдентанеобходимое число регистрируемыхчастиц 1 щ 400. Пусть при изме1049648 3 4ренин концентрации (по 400 частицам) ны раздельно. Статический анализ по- ,было сосчитано счетчиком 30000 вспы- каэывает, что в предлагаемом устшек. Вычисляем концентрацию по Фор" ройстве из трех "двойниковтт два ремуле. гистрируются как отдельные частицы,и в , . ата,что обеспечивает тиеивиеиие оиибкиР Ч Ц б( РЕЗЮЕВ.определении концентраций400 . 400 псн, совпадений в 3 раза.аир. в . И 40 в .т."-,:, Раовиряетоя также в 3 рава ииа(0. 0004 . Я ОООО(пазон измеряемых концентраций за счетЕсли при измерении концентрации . воэможности измерения более концентрииэвестным устройством:.две частицы .на рованных, плотных сред, которые хаходятся в .потоке.на расстоянии, мень-. рактеризувтся большим числом двойных шем длины й. так наэываева 4 еи, частиц."двойники" ),.то при пересечении рабо-. " . Устройство найдет широкое приме- чего объема.они неизбежно дали бм ойиН .Ьение. в исследованиях атмосферных импульс и зарегистрировались бы как.;: 1 ааэрозолей и .облаков при самолетном одна. При импульсном освещении велккаили азростатном зондировании атмос. вероятность,.что импульс света , ,": феры: в исследованиях быстропротепридет в момент, когда в рабочем обье-.:-.канщих процессов в дисперсных среме находится только одна иэ.двух час": дах, где Фотоэлектрические счетчитиц и частицы будут зарегистрирова-.: ки неприменима,.Составитель Н.ЯоромовРедактор О.Юрковецкая ,Техред,М.КостикКорректор А.Тяско тетюиааитюютттивиааииитюююаиааиюеюеюЕЮюав а ю ив щ ю в Ю ив т в а афилиал ппп фпатентбр, г. Ужгород, ул. проектная, 4 юттаваевтивюааиаюиииивттаювютюаиееееавюююааювтюваииаиюаююава вавюа аа ивюювииеююииатеюаивиитватеааиюививюа Заказ 8418/43 . Тираа 710 Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,ЖЮ 35, Раушская наб., д. 4/5