Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля

СО)ОЭ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) И 1) И) 4 0 01 И 15 02 СВИ ТЕЛЬСТ К АВТОРСН ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) А 1 гЬон йия шеаяеигешеп 1 яуяСеш:п)1 п 1 пп )оигпа 1, 1978, 291, У 7456,р.27Авторское свидетельство СССРФ 1291847, кл. С О 1 И 15/02, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ АЭРОЗОЛЯ(.57) Изобретение относится к техни-ке измерений концентрации частицаэрозолей и может быть использованодля измерений концентрации пыли ватмосфере. Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Сущность изобретения заключается 154 А 1 в том, что предложена двухканальнаярегистрирующая схема для регистрациималоуглового рассеяния света частицами аэрозоля с практически одинаковыми режимами работы по световому потоку и не требующая подавления направленного светового потока, чтопозволило достигнуть лучшей компенсации паразитных засветок и влияниявнешних параметров и тем самым повысить точность измерений. Использование светоделителя позволило упростить оптическую схему устройства путем исключения сложной экранирующейнасадки и схемы подавления направленного светового потока. Стабилизация направленного светового потокапо сигналу канала с большей угловойапертурой позволяет уменьшить компенсирующее воздеиствие отрицательной обратной связи по световому потоку с ростом концентрации измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к техникеизмерений концентрации частиц аэрозоля оптическими методами и можетбыть использовано в метрологии, санитории и других отраслях.Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение устройства.На чертеже представлена блок-схе ма устройства.Устройство содержит последователь. по размещенные вдоль оптической оси источник 1 света (светодиод), коллиматор 2, пылезащитные диафрагмы 3, 15светоделитель 4, который может быть выполнен, например, из двух склеенных трехгранных призм полного отражения, первую диафрагму 5, первый фотоприемник 6, вторую диафрагму 7 и второй Фотоприемник 8. При этом диаметры отверстий первой и второй диафрагм 5 и 7 расчитываются из условия требуемого диапазона малоуглового светорасо сеяния. Для диапазона углов 2-8 25 например, диаметры отверстий вычисляются по Формуле 11= 1 т. 2 (8),где 01 - диаметр отверстия соответствую 5 Ящей диафрагмы; 1 - расстояние от т. О до диафрагмы. Все элементы оптической ЗО схемы закреплены на П-образной скоб 9, обеспечивающей жесткую оптическую базу устройства. Кроме того, устройство содержит преобразователи 10 и 11 токов Фотоприемников, блок-схему 2 сравнения сигналов преобразователей и систему 3 возбужцения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, и блок 14 регистрации и отображения.40Устройство работает следующим образом.Светодиод 1 излучает поток света, возбуждаемый в нем системой возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока, который преобразуется коллиматором 2 в параллельный пучок света диаметром 3-5 мм, пересекающий рассеивающий объем с центром в т,О, куда поступает исследуемый поток аэрозоля. Рассеиваемый объем формируется крайними диафрагмами 3 и пучком света. Далее направленный световой поток вместе с рассеянным на малые углы светом Г:О падает на светоделитель 4, который делит его на две равные части, Одна часть попадает на первый Фотоприемник б,другая - на второй фотоприемник 8. Токи фотоприемников преобразуются в электрические сигналы, которые вычитаются блоком 12 сравнения, а разностный сигнал, пропорциональный световому потоку, рассеянному в диапаозоне углов 2-8 , поступает в блок 14 регистрации и отображения.Кроме того, электрический сигнал с выхода преобразователя 1 О поступает на вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленноГо светового потока, обеспечивая стабилизацию источника света по большему световому потоку.Использование светоделителя, установленного на пути светового пучка, прошедшего через рассеивающий объем, позволяет регистрировать малоугловое светорассеяние частиц с помощью двухканальной регистрирующей схемы с практически одинаковыми режимами по световому потоку. Сравнение этих каналов обеспечивает исключение сигнала, пропорционального направленному пучку, и выделение сигнала, пропорциональному малоугловому светорассеянию частиц, но с большей точностью благодаря близким параметрам сравниваемых каналов и лучшей компенсацией такого фактора как загрязнение оптической системы. Стабилизация направленного светового потока по сигналу преобразователя тока фотоприемника с большей угловой апертурой позволяет уменьшить компенсирующее воздействие отрицательной обратной связи по световому потоку с ростом концентрации частиц, повысить линейность характеристики устройства и, следовательно, точность измерения концентрации. Упрощение устройства достигается за счет исключения схемы гашения направленного светового потока и экранирующей насадки, необходимой для подавления паразитных засветок. Упрощается приемная оптическая система,Ф о р м у л а изобретения1, Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник света, коллиматор, пылезащитные диафрагмы, между которыми расположен рассеивающий объем, один из Фотоприемников, а также схему регистрации,Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, но митета СССРткрытийская наб., д.4/5 енин и 35, Ра Ужгород, ул.Про ственно-полиг роиэ еское предприяти ная,включающую два преобразователя токовфотоприемников, блок сравнения сигналов преобразователей, блок регистрации и отображения и схему возбуждения,регулирования и стабилизации направленного светового потока, вход которой соединен с выходом одного из пре.образователей токов фотоприемников,а выход - с источником света, причемвыходы фотоприемников соединены с 10входами преобразователей токов фотоприемников, выходы которых соединеныс входами блока сравнения, выход которого соединен с входом блока регистрации и отображения, о т л и ч а ющ е е, с я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощенияустройства, в него введен светоделитель, установленный после рассеивающего объема на пути светового пото Ока, делящий световой поток на два равных пучка, а фотоприемники расположены соосно этим пучкам, причемвторой фотоприемник расположен напути отраженного от светоделителяпучка, фотоприемники снабжены диафрагмами с отверстиями разных диаметров, соответствующими угловымапертурам фотоприемников, обеспечивающим регистрацию малоуглового рассеяния света частицами в требуемомдиапазоне. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, вход системы возбуждения, регулировки и стабилизации направленного светового потока соединен с выходом преобразователя тока фотоприемника, снабженного диафрагмой и отверстием большего диаметра.