Способ определения параметров дисперсных частиц

(504 О РЕТЕНИЯ НИЕ ЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИД(71) Институт высоких температур АН СССР(5) Авторское свидетельство СССР 9 91372 у, кл 0 01 Б 15/02, 1982,Двухлазерный метод -контроля микро частиц в жидких технологических средах. - Электронная промышленность, 1982, вып. 10-11, с. 87-90. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ(57) Изобретение относится к способам диагностики дисперсных систем иможет быть использовано в машино-.строении, энергетике и других отраслях. Цель изобретения - расширениеобласти применения на свободные оптически 1: неоднородные газовые струи.Способ заключается в учете эффектарефракция в исследуемой среде приформировании эоны измерений, причемрегистрацию световых импульсов, обусловленных прохождением .частиц зоны измерений, проводят в проходящемизлучении. Способ позволяет диагностировать параметры частиц в неоднородных дисперсионных средах. 2 ил.Изобретен(е относится к измерительной технике, более конкретно к сспособу определения параметров дисперсных частиц, и может быть использовано для исследования частиц В Оптически неоднородных свободных газовыхструях.Целью изобретения является распространение области применения спосо-(Оба на оптически неоднородные свободные газовые струи.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - эона измерений для двух характерных случаев пролета частицы через нее, поперечное сечение,Устройство содержит два лазера 1и 2 с генерацией излучения на длинах 20Волн Л 1 и Л 2 соответственно полупрозрачное зеркало 3, фокусирующий объектив 4, формирующий измеряемый объем5, собирающий объектив 6, диспергирующий элемент 7, фотоприемники 8 и 9 25для регистрации излучения на дпинахволн . Л и Лсоответственно, схему10 совпадений и регистрирующее устройство 11.Способ осуществляют следующим образом,Полупрозрачным зеркалом 3 совмещают пучки излучения лазерови 2.Объективом 4 формируют измеряемыйобъем 5 в заданной области исследуемой среды. Проходящее излучение собирают объективом 6 и направляют надиспергирующий элемент 7, которым осуществляют разделение пучков излученияпо длинам волн Л, и Л.1. Пучок излучения на длине волны Л направляют нафотоприемник 8, а пучок излучения надлине волны Л- на фотоприемник 9,Схемой 10 совпадений проводят селекцию сигналов с фотоприемника 8, совпа дающих по времени с сигналами с фотоприемника 9. При пересечении частицей 12 одновременно пучков 13 и 14(фиг, 2) сигнал с фотоприемника 8поступает на регистрирующее устройство 11 для дальнейшего анализа с целью определения по его характеристикам параметров частиц, при пересечении частицей только пучка 13 схемой10 совпадений производят отбраковкусигнала.При прохождении пучка излучения через оптически неоднородную свободнуюгазовую струю происходит его отклонеНИ Т 1 Рря 01(а(ал 111.(0 (1111 рая(Р 11 ия распрострдце(ия, Предиохккким, что неоднородность представляет собой сферу радиусом Ь , В пределах которой показатель преломления постоянен и отличен от показателя преломления и исследуемой средь( на величину О и.Тогда максимальное отклонение пучкаыюкспри его прохождении в оптически неоднородной газовой струе составит величину (и й 1)д =(Ь /Ьс) (8 ви) (1)где Ь - поперечный размер струи.На границе окружающая среда - свободная струя также происходит отклонение пучка на величину Р, причеммс( мс(КсСуммарное отклонение ю имеет величинуВследствие дисперсии показателя преломпения исследуемой среды откло(1 МАРКСнение ю принимает различные значения для длин волн Л и Л , Поэтому для реализации предложенйого способа в оптически неоднородных газовых струях необходимо выполнение условияР, =2 Я" (Л )-дф". (А,)1+У + где ( и У - диаметры пучков иэлуче ния на длинах волни Л 1 в зоне измерений; / ( Л 1), l (Л( ) - максимальнь(е отклонения пучков излучения на длинах волни Л в зоне измерений; .йц,( - максимальный размер ис"следуемых частиц.Условие 4 означает, что при максимальном смещении пучков излучение на длинах волн Л, и Л друг относительно друга в зоне измерений регистрируются частицы размером 6 ( 6(С учетом (1)-(3) получаютр, =2 Ь(ЬВс)(ди-Юи, )+(и+ли,) - -(и+Ми) 1(1+р+2 йм(,(ксв (5)где и, и и - показатели преломленияисследуемой среды надлинах волн Л, и Л, 1918 Н 14д н и д н - фнуктуа 1 п 1 н показателягпреломления среды надлинах волн Л, нНапример, в газовых струях для флуктуаций показателя преломления, вызванных флуктуациями температуры, находят=2 ЬИ Ь/Ь,)(ЬТ/Т)" +(1+ОТ/т)"3 (п -1)ф-(п, -)1+р+2 йр (6) где Т - средняя температура исследуемой среды;ВТ - флуктуация температуры,Изобретение позволяет путем учета уменьшения влияния рефракции в исследуемой среде распространить область применения способа на оптически неоднородные газовые струи. Формула изобретения 20 Способ определения параметров дисперсных частиц, заключающийся в соосном совмещении пучков электромагнит ного излучения на длинах волн , и Ь, фокусировании этих пучков для формирования эоны измерений в заданной области исследуемой среды, регистрации импульсов излучения, обусловлен ных частицами, проходящими черезсчетный объем нод углом, по характеристикам которых судят о параметрахдисперсных частиц, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения на свободныеоптически неоднородные газовые струи,соотношение диаметров пучков выбирается исходя из условия Р, =2 Ь(Ь/Ь,=(вп -лп )+(и - 1+Оп)- (п, - 1+3 и, ) ф+ р +2 с 1, - диаметры пучков излучеТ 1ния на длинах волни Ь в зоне измерений; гдеи й - максимальный размер исследуемых частиц;Ь - поперечный размер исследуемой среды;Ь - характерный размер неоднородности;и и п - показатели преломления1на длинах волн Д, и В 1дп, 6 л флуктуации показателяпреломления среды, при этом регистрацию на длинах волн Д и Д проводят в проходящем излучении.1408304 Составитель Д,ВласовТехред М.Дидык Коррекор Г.Решетник Редактор И.Николайчук Тираж 847 Заказ 3303/45 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5