Устройство для определения функции распределения частиц по размерам

(5)5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕРАЗМЕРАМ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть применено для исследований дисперсных сред в агродинамике, медицине, метеорологии, Целью изобретения является повышение быстродействия, что достигается благодаря уменьшению числа вычислительных операций при обработке, которая сводится к одной операции типа умножения матрицы на столбец, 2 ил. онный инсти тляр и В.А.С а чег фотоэлементов, выходы которых соединены с Й информационными входами формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с входом блока 7 преобразования НейманаХанкеля, выход которого является выходом устройства.Блок обработки фотоинформации состоит из соединенных последовательно формирователя 6 импульсов и блока 7 преобразования Неймана-Хан келя. Фо рмирователь 6 импульсов содержит ч аттенюаторов 8, входы которых соединены с ч выходами фотоприемника 5, а выходы - с М информационными входами мультиплексора 9, выход которого является выходом формирователя импульсов. Блок 7 преобразования состоит из последовательно соединенных адресными шинами аналого-цифрового преобразователя 10, первого Изобретение относится к иэмерительй технике и может быть применено для следования дисперсных сред в аэродинаке, медицине, метеорологии и т,д.Цель изобретения - повышение быстройствия.На фиг,1 показана оптико-эл ема устройства; на фиг.2 - фун я схема блока обработки фот ции,Устройство содержит послед расположенные на одной оптич лазер 1, коллиматор 2, оптическую используемым веществом, чере прокачивается двухфазный исс поток: дисперсные частицы в газе кости, и Фурье-преобразующий о За объективом 4 на фокусном р расположен фотоприемник 5, имГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР 21) 4675454/2522) 11,04.8946) 07.11.91. Бюл. М 4171) Куйбышевский авиациим. акад. С.П.Королева72) Е,Д.Василье.в, В.В.Кофер53) 66.063.62 (088.8)56) Прибор 31 гег, фирПатент США М 4299489кл, 6 01 й 15/02, 1979,ектронная кциональ- оинформаовательно еской оси кювету 3 с э которую ледуемыйили жидбъектив 4. асстоянии еющий Й 168980 О А. ) 0111.;)1)тиез)30 ззпол", 11 303 цг.с) Ьстойс)Ва 11, уЛЛНОж 3 ЛЕЛ я2, Е)г)ко П,154 ВЕ 1 3(1)ЕЕГП СУММаГО. рэ 13, второго опер;иивно запоминающего ус)Е)ойствэ 14, а также постоянно.запоминаю)цего устройства 13, выход которо(о сое. динен с вторым входол умножитег 15, Информационный ивход блока преобрззонэ)4 ия является выходом устройства,устройство рз 3 эс 1 тс)ет следую цим ОбрэЛуч лазера 1 с)ас(1)иряегся и коллимируется коллиматором 2, освещает ог)тическу)0 кювету 3 и частично рзс:еивается ансамблем м)лкрочастиц, содержав,ихся в к)оветс 3,РзссРянное и 14 с)зссе 5113 ное излуЕРнля собираются Фурье-г)с)е обр ээующим обьективом 4 в фокальной пг 1 эскости, 34 аходя)д)ейся на фокусном расстоянии От обьективэ, В этой плоскости форм 3 лруется двумерный пространственный спектр Фурье, распределение интенсивности в котором регистрируется фотоп риеллн иком 5,:оторый, например, можетбьть гыполнен кольцевым и состоять из й концентрических кольцев 1 ых фоточувствительных площадок равной щи- )(ле)ы, Лежащих влоскосеи, Г)еопРндикулярной оптической оси, центры которых совмещены с оптической осью, Нерассеян ный свет собирается в ме)ло)и Це)4 трзг)энск, круге фокальной плос 3(ости и не попадает нэ первое кольцо фотоприеме икз 5 и тем:а- мь 1 М на все остальные 3(ольца,На каждом из М вьо(одов фотсг 3 ри 3 ем)33 лкз 5, по одному на какдое кольцо, генерируется электрический сигнал, величина которого пропорциональна суммарной ин. тенсивности света, попавПего на дэннсе кольцо фотоприемника, Чтобы сформир(э. ВатЬ СИГНаЛ, ПрОПСрЕЕ(г 30 НЭЛЬНЫЙ Срвднвй ИНТЕНСИВНОСТИ ОДНСМВРНОгО СПЕКтра Кс К функции от радиуса кольца г), кэ 3(дьЙ из х электрических сигналсв фотоприемни;а ос- ЛабляЕтСЯ С ПОМОЩЬЮ З ГтЕНЭатОра 8 Е) г)ИСЛО рэз, пропорциоальное плщади ф го 1 Ь 3 вСТЕЗИТЕЛЬНОГО 3(ОЛЬ 13 Э, " с) 3 ИНфоОМЭЦИСН- ных входов мультеепг)ексс)се 0 постуг)з)ст сигналы с й выходов а 13 енюаторов 8,Нэ выходе мультляг)ексора 9 формируется временная последс)вз.ельность из И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНЭЛОЕ 3 п Г 1 РОПОРЦИОНаГ;Ь- ных средней интенсвности спект)з на Еп-м кольЦе (1)(этопРиеме 1311(13, т е 11 г(п) 1;и ГДе 11 (Г 2тле, 133радиус кол 3 Р Эти (1 лгнпы с тактовой чзстОтой Г 1001 гпэк) 1 нз инфо)мэ- ционнь 1 Й вход анэло 10 3113 фрового преобр- ЭО Е)г 1 ТЕЛ Я 1 О, На Е Ы Х ОДЕ КзТ 000 0 фОРМИРУЕ 1 СЯ ПОСЛЕД: ) В(1 Т 3;11,140 С 4 Ь ПОСМИ. ОЗЗ)(1 Д 11 Ь 1 Х 31 Л)1 ПС Е ОРЕ 30 НальЫХ ДВОИЧНОЛ КОГЕС, КоС):3( 11 С) ЗОСЕ),ЛКЗ 3151 ЛЬ ной Евине поступают на информационный вход оперативно-запоминающего устоойствз 11, обье л памяти которго позволяет заи О м н и т ь 11 в 0 с ь м и рз з О 51 Д н ы х Д в О и ч н ы х чис;ел.Б постоянно-запоминающем устройстве 15 запрограммирована матрица размер- НОСТЬЮ 1)ХМ ВОСЬМИРВЗРЯДНЫХ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Югдп, КажДОЕ ИЗ Е(ОТО:Ых ПРОПОРЦИО" 31) НЗЛЬНО ОТСЧЕТУ Ч)УНКЦИ 1 Л Ф;пп = ФХП) уп) =.=)Г:(Гп Ггп ХЗ - 1 х 1 Х уп 1, Х у )% 3 Х уп)++ х у -" х, уг)г то х . уп)- ,З 1 ,Х(п Уп) У 1 Х(п Уп)Х)п =(1) "(и 20 где хп 3радиус ЕП-Го кольца фотопс)ием ника; уп - радиус частицы:К - волновое число света;т - фокусное расстояние Фурье-обьек 5 г ива4 х ф, Уох), У 1 х) - функции Бесселяи Неймана нулевого и первого порядков соответственно,Нз ВХОД ,40 китег 3 я 12 соГласованно и30 Г)ОСЛЕдаеатЕЛЬНО Г ОСтунаЮТ ЧИСЛа 1 п) ИЗ уетройства 41 и числа сЕЬ) 3, из устройства 15, арезультат умнс Кения этих двух чисел п)3хЕ)п)п ПОСтУПЭЕт:Э ИНфОРМаЦИОННЫй ВХОДнакапливающего сумматора 13, предвари 1 гтельно обнуленного. После первых Гп тактовВ памяти сЬ(мллзторд 13 нахоДитсЯ числО,равное После К тактов в ячейку памяти устройстзз 14 записывается чисг 30 и начинается считывание из памяти устройства 15 следуюцеей строи матрицы чисел Фпп . Далее в конЦе вто 100 го Цикла. после 2 х М аов от начала, во второЙ ячейкс памяи устройства 14 записано число Р 2 и нэ выходе Ь(стройства появляется с)лгнэл, пропОрциональный этому числу После МХК тактов или после ь 1 циклов в М Ячейках памяти М находятся Г 4 чисел, пропорциональных отсчетам функции распределения частиц по размерам1689800 Рщ -- ,. реп, + Составитель Л.Марголинедактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишине Тираж Под ного комитета по изобретениям и 035, Москва. Ж, Раушская наб. Заказ 3807 ВНИИПИ Госудэрс сное крытиям при ГКНТ СС 5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,где и меняется от 1 до М, а на выходе устройства 14 последовательно, через каждые Й тактов, появляк гся восьмирэзрядные числа в двоичном кое, пропорциональные отсчетам функции распределения частиц по размерам,После Мхй блок обработки готов к началу нового цикла записи и обработки фотоинформации.Преимущество устройства заключается в повышении быстродействия благодаря выполнению блока обработки фотоинформации так, что для вычисления функции распределения частиц по размерам выполняется всего одна операция типа умножения матрицы на столбец, что позволяет уменьшить число вычислительных операций в блоке обработки. Формула изобретения Устр распред жащее последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, коллиматор, оптическую кювету с используемым веществом, Фурье-преобразующий объектив и фо топриемник, расположенный на фокусномрасстоянии от обьектива и соединенный с блоком обработки фотоинформации. о т л ич э ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, блок обработки состоит из 10 последовательно соединенных формирователя импульсов и блока преобразования Неймана-Ханкеля, содержащего последовательно соединенные адресными шинами аналого-цифровой преобразователь, пер вое оперативно-запоминающее устройство,умнэжитель, накапливающий сумматор и второе оперативно- запоминающее устройство, а также постоянно-запоминающее устройство, выход которого соединен с 20 вторым входом умножителя, при этом выходблока преобразователя является выходом устройства.