Способ определения размеров частиц в потоке среды

(51) С 01 Н 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ректируют в зависимости от расстояния между траекторией движения частицы и центром измерительной зоны, которое определяется путем измерения временного несовпадения импульсов сигналов ослабления светового потока, полученных при прохождении частицей двух симметричных относительно оптической оси участков измерительной зоны, Перед определением размеров частиц увеличивают амплитуду каждого сигнала ослабления в зависимости от этого расстояния в К раз:К=1" р а."/2 ЛР ) / здп (Тая/2 ЛЕ 2) 12 где а - радиус ограничивающего световой поток отверстия; й - расстояниее до центра измерительной зоны; Л - длина воны используемого излучения; Е - фокусное расстояние объектива. При я ; - 0 амплитуда не корректируется. АН БСС 088. 8)икоэлектозолей.-М,: 114.СССР2, 1982. ную призму 12, вые устройства временного несо тудный преобраз .тель 19 на базе состоит из двухлогового вводаин 22 устройства обмена и систем роЭВМ, генератоСпособ реали разом. В исследуемой среде, проходящеи с постоянной скоростью через капилляр 6, Формируют измерительную зону ОсудАРстВеннцй КомитетО изОБРетениям и ОТКРытиямРи гкнт СССР(56) Беляев С,П. и др. Опронные методы изучения аэЭнергоиздат, 1981, с. 111Авторское свидетельствИ 1173263, кл. С 01 И 15/(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЧ РАЗМЕРОВЧАСТИЦ В ПОТОКЕ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к технической физике и, в частности, к спо-.собам автоматизированного определенияразмеров частиц в технологическихсредах. Цель изобретения - повышениеточности измерений. Амплитуду каждого зарегистрированного сигнала корИзобретение относится к технической Физике и может быть использовано для определения размеров частиц и распределения их по размерам как в лабораторных, так и в производственных условиях.Целью изобретения является повышение точности измерений.На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, объективы 3-5, капилляр 6 для прокачки исследуемой среды, светоделитель 7, фотоприемники 8-10, двухщелевую диафрагму 11, прямоуголь усилитель 3, порого-16, измеритель 7 впадения, времяамплиователь 18, вычислимикроЭВМ,. который модулей 20 и 21 анаформации, процессора 23 последовательного ного канала 24 микр 25 и дисплеи 26. зуется следующим об 1594384размеры которой превосходят максимальный размер частиц. Зону Формиру" ют путем Фокусировки объективом 3 светового потока от лазера 1, расширенного коллиматором 2. Зона имеет параллельные ограничивающие поверхности. Световой поток за капилляром б делится светоделителем 7 на два потока, собираемые объективами 4 и 5. Осуществляют Фотозлектрическую регистрацию Фотоприемником 8 импульсных сигналов, возникающих вследствие ослабления светового потока при пересечении частицами зоны измерения. При 15 помощи объектива 5, двухщелевой диафрагмы 11, прямоугольной призмы 12, Фотоприемников 9 и 10, пороговых устройств 15 и 16, измерителя 17 временного несовпадения определяют расстоя ние от траектории движения каждой в отдельности частицы до центра измерительной зоньь Расстояние находят путем измерения временного несовпадения импульсов, получаемых при ре гистрации световых сигналов ослабления, Формирующихся при прохождении частицей двух симметричных относительно оптической оси участков измери тельной зоны, расположенных на траек торин ее движения. В устройстве Фокальные плоскости объективов 3 и 5 совпадают, Сигналы ослабления от двух участков измерительной зоны выделяют при помощи двухщелевой диафрагмы 11 Сигналы ослабления преобразовываются в электрические импульсы Фотоприемниками 9 и 10, При совпадении траектории движения частицы с центром измерительной зоны импульсы с фотоприемнйков Формируются одновременно. В случае прохождения частицей участка измерительной зоны вне ее центра импульсы имеют временное несовпадение, величина которого пропорциональна расстоянию от траектории движения частицы до центра зоны. Сиг налы с Фотоприемников поступают в пороговые устройства 15 и 1 б, на выходах которых Формируются прямоугольЪЦ ные импульсы. Фронты импульсов с двух пороговых устройств имеют временное несовпадение. По этим Фронтам измеритель 17 временного несовпадения Формирует прямоугольные импульсы, длительности которых равны временному несовпадению между траекториейдвижения частиц и центром измерительной зоны. Длительности импульсов связаны с указанным расстоянием следующим соотношением;1 гт 95"длительность импульсов; расстояние от центра измерительной зоны до траектории движения частиц;расстояние между щелями диафрагмы 11;Фокусное расстояние объектива 5;скорость движения частиц в капилляре.Прямоугольные импульсы с измерителя 17 поступают во времяамплитудный преобразователь 18, амплитуда сигналов на выходе которого пропорциональна расстоянию между траекторией движения частиц и центром измерительной зоны. Эти сигналы поступают в модуль 21 аналогового ввода вычислителя 19. В модуль 20 аналогового ввода подаются усиленные в усилителе 13 сигналы ослабления. Сигналы ослабления поступают также в пороговое устройство 14, уровень срабатывания которого больше уровня шумов. Пороговое устройство Формирует импульсы, которые служат для управления работой модулей 20 и 21 аналоговогс ввода. Модули аналогового ввода преобразовывают амплитуды входных сигналов в коды, которые через системный канал 24 передаются в процессор 22, Причем ичформация передается в процессор только прн наличии управляющих импульсов с порогоного устройства 14. Лналого-цифровое преобразование в модулях аналогового ввода стробируется импульсами с генератора 25, В вычислителе увеличивают амллитуду каждого зарегистрированного и измеряемого сигнала ослабления в зависимости от расстояния между траекторией двккения частицы и центром измерительной зоны, причем эта зависимость обратно пропорциональна. Функции распределения интенсивности светового потока в направлении его распространения. Действительно, амплитуда сигнала ослабления У, пропорциональна квадрату радиуса частицы г и интенсивности 1;освещающего светового потока в точке регистрации частиц:П = с Т.г1где с - коэффициент пропорциональности,Поскольку амплитуда измеряемых сигналов не должна зависеть от местоположения частицы, а должна быть связана только с ее размером, то амплитуды сигналов от частиц одного размера, проходящих через центр измеристельной зоны и вне его, должны быть одинаковы; где 1, - интенсивность светового потока в центре измерительнойзоны,К - коэффициент усиления сигнала от частиц, проходящихвне центра измерительной зоны.Известно, что распределение интенсивности вдоль оси сфокусированного потока описывается выражением тде- длина волны используемого излучения;я - расстояние до центра измерительной эоны;а - радиус ограничивающего потокотверстия;Г - фокусное расстояние объектива.Следовательно, коэффициент усиления сигналов равен Таким образом, закон изменения измеряемых сигналов представляет собой обратную величину функции распределения интенсивности светового потока в направлении его распространения. После выполнения этой операции сигналы от частиц не зависят от расстояния ,между траекторией движения и центром измерительной зоны.Расстояние я поступает в вычислитель 19 в виде амплитуды с время- амплитудного преобразователя 18. С помощью вычислителя определяют также . по увеличенным амплитудам сигналов размеры частиц. Наиболее просто размеры частиц находить по табличному методу.Устройство предварительно калибруется по эталонным латексам. В таблицу занесены размеры частиц, соответствующие амплитудам сигналов отних. По скорректированным амплитудамнаходят размеры частиц. Количествочастиц в потоке среды эа определенный промежуток времени в различныхдиапазонах (границы диапазонов задаются заранее) отображается на дисплее26, на который информация передаетсячерез устройство 23 последовательного обмена. Предлагаемый способ имеет более высокую точность за счет исключения погрещностей измерения, связанный с влиянием неравномерности освещения частиц на разных участках измерительной зоны вдоль направления распростра" кения освещающего излучения и, следовательно, с несоответствием амплитуд измеряемых сигналов. Формула изобретения 25Способ определения размеров частицв потоке среды, включающий формирование зондирующим излучением в исследуемом потоке измерительной зоны, превосходящей по размерам максимальныйразмер частиц, фотоэлектрическую регистрацию импульсных сигналов, возникающих вследствие ослабления светового потока при пересечении частицами.эоны измерения, определение размеровчастиц по амплитудам сигналов, о т - 35 л и " а ю щ и й с я тем, что, сцелью повыщения точности измерений,дополнительно определяют расстояниеот траектории движения каждой в отдельности частицы до центра измери тельной зоны путем измерения временного несовпадения импульсов, формируемых при прохождении частицей двухсимметрично расположенных относительно оптической оси участков измери тельной зоны, и перед определениемразмеров частиц увеличивают амплитудукаждого сигнала ослабления в зависимости от этого расстояния в К раз: где а - радиус ограничивающего световой поток отверстия;к - расстояние до центра измерительной зоны;- длина волны используемого излучения;е - фокусное расстояние объектива.1594384 н оставитепь Н, ехред И;Дидык Корректор Т. Иап Редактор Н. Бобк Тираж 499 Подписное аказ 28 НТ СССР ВНИИПИ изводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул. Гагарина, 101 сударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5