Устройство для подсчета частиц по размерам

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9) (И 9 601ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС.ГВУ 1 Я ПОДСЧЕТА)(57) УСТРОЙСТВО Д ТИЦ ПО РАЗМЕРАМ по 4141 отлис цельюровки,иэлучен тема дл регистр эталонн(56) 1, Авторское свидетей 974141, кл, С 01 Л 1/04 ФОванесян,в, Г.Т.Мет"ьство СССР10.08.77,чающеес расщирения ди а проточной к я установлена увеличения и ции в области й кюветы. авт.св. Ю я тем, чт пазона кал ветой по х оптическая ображения расположен о, ибоду сис зоны ияИзобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть :использовано для экспрессного автоматического определения концентрации и размеров частиц, взвешенных в различных дисперсионных средах, в том числе для анализа дисперсного состава частиц, загрязняющих различные масла и топлива, а также для определения их класса чистоты. 0По основному авт,св. 11 974141 из-. вестно устройство для подсчета частиц по размерам, содержащее проточную кювету, источник излучения формирующий зону регистрации, Фотоприемник, 15 калибровочный осциллятор с побудителем возвратно-поступательных колебанйй и эталонной кюветой, внутренний канал которой перегорожен сетками, в промежутке между сетками находится 20 аттестованная по размеру частица. Один из торцов эталонной кюветы перегорожен упругой мембраной, контактирующей с поЬудителем возвратно-посту" пательных колебаний. 25При калибровке уровня дискриминации амплитудного анализатора эталонная кювета вводится в область зоны регистрации. Колебания от побудите" ля передаются через дисперсионную сре-ЗО ду частице, которая начинает совер" вать колеЬания, пересекая освещенную зону регистрации и оЬразуя световые импульсы, имитирующие прохождение через зону монодисперсных частиц с одним и тем же размером. Полученные све35 товые импульсы трансформируется фотоприемником в пропорциональные электрические, Последние используются в качестве опорных для калибровки соответствующего уровня дискриминации4 О амплитудного анализатора, Для калиб" ровки другого уровня в эталонную кювету необходимо ввести частицу друго. го размера 111 .Изготовление эталонной кюветы, со держащей частицу малого размера, сопряжено с решением следующих вопросов.В.устройстве необходимо использовать ограничивающие сетки, имеющие размер ячеек по краЙней мере; порядка 5 мкм. Однако использование сеток с такими ячейками приводит к существенному усложнение конструкции гидро- динамического узла, поскольку про качивание среды через сетки происходит под давлением, превышающим нормальное атмосферное. Необходимо также оЬеспечить особую степень чистотыдисперсионной среды, заполняющейэталонную кювету, поскольку размерчастицы становится соизмеримым с размером естественных загрязнений многихсред. В то же время это условие труд"но реализуемо, так, как с уменьшениемразмеров поверхностная энергия частиц возрастает, что приводит к слипанию частиц с загрязнениями, коагуляции, и, следовательно, к изменениезначения измеряемого параметра. Приэтом модуляция одной частицы с малыми размерамипорядка 10 мкм) во внут.реннем канале кюветы подвержена значительному числу случайных факторов,влияние которых с уменьшением размеров частиц возрастает, В частности,может иметь место прилипание частицы к стенкам кюветы, к ограничительной сетке, засорение ячеек сетки,попадание частицы в застоййую зонуи дрТаким образом, недостатком известного устройства является ограничен"ность диапазона калибровки из"за наличия в исследуемом объеме мелкихпо размеру частиц.Цель изобретения - расширение диапазона калибровки по монодисперснымсредам.Указанная цель достигается тем,.что в устройстве для подсчета частицпо размерам, за проточной кеветой походу излучения установлена оптическая система для увеличения изображе- .ния зоны регистрации в области расположения эталонной кюветы,На чертеже дана принципиальнаясхема устройства .для подсчета частицпо размерам,Устройство содержит источник 1 излучения, освещающий поперечное сечение внутреннего канала проточной призматической кюветы 2. За кюветой 2 внаправлении освещающего потока уста новлена оптическая система, состоящая из микрообъектива 3 и полевой диафрагмы 4, Кроме этого, устройство содержит эталонную светопроницаемую кювету 5, заполненную дисперсионной средой 6, внутренний канал кюветы перегорожен двумя отстоящими друг от друга сетками 7 и 8, между которыми расположена аттестованная по размеру частица 9 заданного происхождения. Размеры ячеек сеток 7 и 8 должны быть меньше размера частицы 9. Эталонная кювета 5 с одного конца, замкнута, ас другого ее торец выполнен в виде расширяющегося раструба, .основание которого перекрыто упругой (резиновой) мемЬраной 10, находящейся в контакте с бойком 11 побудителя возвратно-поступательного движения электромагнитного виЬратора 12. Фотодетектор 13, воспринимающий излучение, прошедшее кювету 2, подключен к электронному блоку 14 регистрации электрических . 1 о импульсов..Устройство Функционирует следующим образом.При протекании через проточную кю" вету 2 контролируемой среды частицы дисперсной Фазы пересекают освещен-ную область внутреннего канала (зону регистрации) и частично экранируют проходящее через кювету излучение. Это приводит к импульсному изменению прошедшего через кювету светового потока, которое пропорционально отношению площади сечения частицы к площади сечения светового потока, образующего в кювете 2 зону регистрации. р 5 Посредством микрообъектива 3 изобра- жение освещенной зоны с увеличениемв конкретном примере - в 10 раз) проецируется на плоскость полевой диаФрагмы 4. В этом случае на Фотодетек- зЗО тор 13 попадает только та часть увеличенного изображения освещенной зо" ны, которая впишется в полевую диаФрагму 4. Это эквивалентно ограниче" нию поля зрения микрообъектива 3 и выделению из всей освещенной зоны толь- З 5 ко узкой ее части, которая по сущест" ву является зоной регистрации и равна по сечению площади полевой диафрагмы 4 деленной на 0, где К - коэффициент увеличения микрообъектива 3. 40Световое излучение,модулируемое по.током частиц анализируемой среды, пересекающих зону регистрации, посредством Фотодетектора 13 трансформируется в последовательность электричес ких импульсов, пропорциональных по амплитуде размерам частиц. Данные им-пульсы поступают на вход электронного ,блока 14, который функционально пред- ., ставляет собой амплитудный анализа- :50 тор импульсов, регистрирующий рас" пределение импульсов по их амплиту" дам.Ирй калибровке устройства включа-. ют электромагнитный вибратор 12, бо ек 11 которого воздействует на упругую мемЬрану 1 О, Последняя прогиба" ется и вытесняет из раструба в эта" " лонную кювету дисперсионную среду- жидкость 6. При своем движении дис; персионная жидкость увлекает за соЬой расположенную на сетке 8 частицу 9, которая пересекает световые лучи, прошедшие через диафрагму 4, и упирается в верхнюю сетку 7. В следу ющий момент под действием сил упругости мембраны 10 дисперсионная жидкость 6 увлекается вниз. Ири этом .частица 9 также начинает двигаться вниз, пересекает световые лучи, прошедшие через диафрагму 4, и упирается в нижнюю сетку 8. После этого процесс возвратно-поступательных перемещений частицы повторяется.Колебания частицы 9 модулируют све. товой поток, попадающий на Фотодетектор 13. При этом на его выходе образуется регулярная последовательность калибровочных электрических импульсов, амплитуда которых соответствует амплитуде от частиц размером в К раз. меньшим, чем размер аттестованной колеблющейся частицы. Поэтому после на" стройки пордга чувствительности амплитудного анализатора по данной последовательности импульсов устройст" во окажется откалиЬрованным на размер частицы также в К раз меньший, чем размер колеблющейся частицы.При необходимости калиЬровки других порогов амплитудного анализатора в эталонную кювету 5 вводят аттестованную частицу иного размера или переюстировкой добиваются другого значе- . ния коэффициента увеличения оптической системы.Полученные свойства предлагаемого устройства весьма существенны, по-скольку его калибровка осуществляется по аттестованным частицам Ьольших размеров, что обеспечивает повышенную на" дежность раЬоты (уменьшается вероят" ность сЬоя колебаний при прилипании частицы к стенкам кюветы или к ограничивающим сеткам) и расширение калибруемого диапазона устройства в сторону меньших размеров применительно для частиц заданного происхождения в основном изоЬретении практически можно обеспечить /колебания аттестованной частицы только размерами не менее 50-60 мкм, в то время как в предлагаемом техническом решении при коэффициенте увеличения оптической системы равном 10 и колеблющейся частице того же размера можно откалибровать порог чувствительности амплитудного3 10103 йб банализатора на размер 5-6 мкм - зйаць- циллятора,является использование сение, соизмеримое с пределом чувстви- ток с размерами ячеек, меньшими раэтельности известных фотометрических мера колеблющейся частицы., а малые счетчиков частиц). Кроме того, упро- размеры ячеек сеток увеличивают щается конструкция и уменьшается мощ гидродинамическое сопротивление ность побудителя возвратно-поступа- . и требуют, применения побудитетельных колебаний за .счет испольэова- . ля с повышенной мощностью, обесния ограничивающих сеток с большими печивающего продавливание дисперразмерами ячеек необходимым условием сионной жидкости через поры сефункционирования калибровочного ос О ток), Составитель К. РогожинРедактор К. Иапп Техреду Т.11 аточка Корректор К, ЗимокосовЗаказ 6917/15 Тираж 873 ПодписноеВНИИИИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 ОЯ Москва ЖРаушская наб. а. М/1 Я , -35 уФилиал ИПЙ "Йатент", г. Ужгород, ул. Проектная,