Способ определения фракционного состава угольно-водного аэрозоля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11) Я 15/14, 15/О с ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ БССРикифо ова во СССР02, 1980.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ СОСТАВА УГОЛЬНО-ВОД (57) Изобретение от оптики дисперсных с с высокой точностью центрации двух фрак ного аэрозоля, Цель НИЯ ФРАКЦИОННОГООГО АЭРОЗОЛЯ осится.:к области ед и позволяет определить конций угольно-водизобретения сосГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт физики АН(56 ) Патент США Ф 73453кл. С 01 Б 15/02, 1977Авторское свидетельсУ 734539, кл. С 01 Б .15 тоит в расширении информативности и повышении точности. Для этого измеряют показатель ослабления Е зондирующего излучения в видимой области спектра, проходящего через объем исследуемой среды, и одновременно степень линейной поляризации Р излучения, рассеянного аэрозолем в направлении, составляющем угол 6020 с направлением зондирующего излучения. Искомые концентрации в .суммарные геометрические сечения частиц угольной пыли Бч и водных капель Б в единице объема - определяют из соотношений 8 = = :/ А(1+В(а-Р)/(Р-Ь 1; Бъ =/А (1+ а +(Р"Ь)/ В(а-Р)1), где А, АВ, а, в, - постояннйе калибровочные коэффициенты. 3 ил.С:(4) причем Изобретение относится к контрольно-измерительцой технике, н частности к оптическим методам контроля дисперсных сред, и может быть использовано в угольно-добывающей или горло-рудной промышленности при пылеподанлеции с использованием водного аэрозоля,1 ель изобретения - расширение информативности и повьппецие точности.На Фиг. 1 представлены угловые зависимости степени линейной поляризации света, рассеянного угольньпичастицами при зондировании угольцоводной дисперсцой среды пучком света с длиной волны З = 0,55 мкм (кривая 1 соответствует частицам угля сразмером 1,2 мкм, кривая 2 - частицам угля с размером 2,4 мкм, кривая3 - частицам угля с размером 8,8 мкм);на фиг.2 - полученная экспериментально зависимость степени линейной поляризации света, рассеянного угольными частицами, от фракционного состава угольно-водного аэрозоля при угле рассеяния 50 (кривая 4 соотнет ствует частицам водного аэрозоля со средними размерами 6,0 мкм, кривая 5 - частицам водного аэрозоля со средними размерами 15 мкм); на Фиг.З- блок-схема устройства для осущест" влеция способа определения Фракционного состава угольно-водного аэрозоля.Устройство содержит источник 6 зондирующего светового пучка, исследуемьп объем 7 с угольно-водным аэрозолем, Фотоприемник 8, поляри-. метр 9 и блок 10 обработки информации.Сущность изобретения состоит в следующем.Экспериментально установлено сильное различие угловых зависимостей степени Р) линейной поляризации рассеянного излучения для частиц угля и частиц воды. 11 ри угле рассеяния 6 от 40 до 80 наблюдается максимальное отличие н степени Р(0) линейной поляризации у обеих видов частиц.При этом для частиц с размером, превосходящим 1,5 мкм, величина Р(6) слабо зависит от размеров частиц (фиг, 1). Поэтому измерения степени линейной поляризации при этих углах могут служить эффективной мерой Фракционного состава исследуе 2мой среды, определяемого отношением 51,/5, где 5 Ь - суммарное геомет. рическое сечение водных капель в единице объема; Я - суммарное геометрическое сечецйе частиц угольной пыли в единицах объема (Фиг,2).Для смеси частиц угля с водой значения степени Р(9) линейной поляризации можно представить в виде8 Яд(9) Р (О)+ Ц(9) Р (9)Ц Ю(9)+ ЧЬЯ ь(9) усредненные по спектру размеровчастиц факторыэффективности рассеяния света в направлении В для угольных и водных частиц соответственно; - степени поляризации соответственно для угольного и водного аэрозо- ЛЯ,Поскольку эти величины стремятсяс ростом размера к своим асимтотическим значениям, то их можно приближенно считать константами.Показатель Я ослабления зоцдирую щего пучка света определяется выра- жением где Ц, и Ц 1 - соответственно усредненные по спектру размеров частиц Факторыэффективности ослабления.45 Тогда из выражений (1) и (2) могут быть получены основные соотношения, используемые для анализафракционного состава среды; 55где А, А , Б, а, Ь - постоянные калибровочныекоэффициецты,1437746 А=; Л а-Р(8) 1Я Я А (1+В Р(а )-Ь ) ф 25 1 Р( 8)-Ь 1Б =ОА (1+"- --- )ЪВ а-Р(9,) 3изобретениягде А, А , В, а, Ь - постоянныекалибровочныекоэффициенты. Формула 7,Ю Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг.3) работает следующим образом.Зондирующий световой пучок от источника направляют в исследуемый объем с угольно-водным аэрозолем.Прошедший свет регистрируют фотоприемником, по выходному сигналу которого определяют показатель Я ослабления зондирующего пучка света. Поляризованное излучение, рассеянное исследуемым объемом, регистрируют поляриметром, ориентированным под углом О, от 40 до 80 по отношениюьк направлению распространения зондирующего пучка.Измеренные величины показателя Я ослабления степени линейной поля" ризации передаются в блок обработки информации, где по расчетным формулам (3) и (4) определяются искомые концентрации обеих фракций. Способ определения фракционногосостава угольно-водного аэрозоля,включающий зондирование угольноводного аэрозоля световым пучком ввидимой области спектра, измерение 5 интенсивности прошедшего через угольно-водный аэрозоль светового пучкаи определение показателя т ослабления зондирующего светового пучка,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 10 целью расширения информативности иповышения точности, дополнительноизмеряют степень Р( 8,),линейной поляризации света, рассеянного угольноводным аэрозолем в направлении, составляющем угол О, от 40 до 80 сонаправлением распространения зондирующего светового пучка, а суммарныегеометрические сечения Би ЯЬ частиц угольной пыли и соответственно 20 водных капель определяют из соотно- шений1437746 Составитель Р.Ива рректор С,Шекмар ехре Редактор А.Ог вчук аказ 5886/43 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород оектная, 4 Тираж 847сударственногом изобретенийва, Ж, Раув ВНИИПИпо де113035, Мо Подпискомитета СССоткрытийкая наб д.