Способ исследования распределения параметров рассеивающих частиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 151)501 И 15/О ИСАНИЕ РЕТЕНИЯ МУ СВИ ЕЛТМ АВТО 24 25 Бюл, В 14роблем мехвский энер ики тич Б.С инкевичюс.8)4134679,1979,др. Визуобтеканиго ножа"1973,С 01Боров апизацияя .моделейученые5 э пространс помощьзапискис, 42-49 АС 11 РЕДЕЛЕХ ЧАСТИЦ я к технике етодами расз центров. 1 ил Изобретение относится к определерепоказател нию оптическими методами распределе-ния параметров рассеивающих частиц в исследуемом объеме и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в химической, электронной, оптико-механической, а также в гидродинамике, теплофизике и Физике плазмы.Причем под термином "частицы понимаются как непрозрачные для света включения, содержащиеся в исследуемом объекте, так и прозрачные локальные области, имеющие показатель преобъекта. является ний пара овы- тров сооаый оности К-, кт пар из осоможета,ст мы. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР(21) 4652 7 / (22) 21.02,89 (4 б) 15,04,91 (71) Институт АН СССР и Мос институт (72) Е.В (53) 535 Гуменник(57) Изобретение относипределения оптическими БО 1642 пределения параметров рассеивающихчастиц в объекте и может быть использовано в различных отраслях промьппленности, Цель изобретения - повышение точности измерений, Для этого исследуемый объект освещают сканирующимпучком известной мощности, Фиксируюткоординату освещаемой точки объектав плоскости, обращенной к источникусвета, и регистрируют рассеянное измерение от соответствующего даннойточке элемента объема объекта с одновременным измерением мощности прошедшего сквозь объект излучения, По зарегистрированному рассеянному излучению судят о распределении рассеиваю-щих центров в элементе объема, а помощности прошедшего излучения - орассеивающей способности каждого ломпения, отличный отломления излучаемогоЦелью изобретенияшение точности измерерассеивающих центров.Сущность предложенного сполючается в том, что исследуеьосвещают пучком известной мощкоторый сканируют по траекторметры которой выбирают исходябенностей решаемой задачи, Этбыть, например, плоскость, сфложение сканируемого светового пучкапо отношению к объекту регистрируют вкаждый фиксированный момент времени,одновременно регистрируют излучение,5рассеянное частицами (рассеивающимицентрами), содержащимися в элементеобъекта, который освещается в данныйфиксированныи момент времени. Одновременно измеряют интенсивность света,прошедшего через соответствующую область объекта, По зарегистрированномурассеянному излучению судят о распределении рассеивающих центров (частиц)в соответствующем элементе объекта.Измерение интенсивности света, прошедшего через этот элемент, позволяет определить рассеивающую способность каждой из частиц.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ.Устройство содержит лазер 1, измеритель 2 мощности лазерного излучения, сканер 3, осветительный 4 и приемный 5 объективы, исследуемый объект6, размещенный между объективами 4и 5, фотоприемник 7, вычислительно. управляющий блок Я,связанный с измерителем 2 мощности,. сканером 3 и фотокинорегистрирующим устройством 9,причем сканер 3 согласован с объективом 4, а Фотоприемник 7 - с объективом 5.Устройство работает следующим об 5разом,Свет, генерируемый лазером 1, послеизмерения его мощности измерителем2 попадает на сканер 3, который представляет собой зеркало, управляемое 4 Опо углу наклона с помощью электрического сигнала и расположенное вфокальной плоскости объектива 4, Та"ким образом, сканирование по углутрансформируетея в плоскопараллельное 45перемещение лазерного пучка в областиисследуемого объекта 6. На чертежепунктирными линиями обозначены край."ние положения сканируемого пучка, адвойной линией - положение зондирую 50щего лазерного пучка в фиксированныймомент времени, Прошедший через объект6 лазерный пучок попадает на Фотоприемник 7, расположенный в фокальнойплоскости объектива 5. Таким образом,лазерные пучки, проходящие в различные моменты времени через разные области исследуемого объекта, попадаютв одну и ту же область фотоприемника 7, что позволяет исключить влияниена результаты измерений разброса параметров Фотоприемника по светочувствительной поверхности и дополнительноповысить точность измерений, Одновременно с регистрацией интенсивностипрошедщего через объект света осуществляется (с помощью фотокинорегистрирующего устройства 9) регистрациякартины освещаемого участка объекта всвете, рассеянном частицами. Фиксирование координаты сканирующего пучка вплоскости, перпендикулярной оптической оси объективов 4 и 5, осуществляется путем регистрации и запоминанияв вычислительно-управляющем блоке 8уровня напряжений, управляющих сканером 3, 11 ри этом идентификация информации, зарегистрированной устройством 9 и Фотоприемником 7, осуществляется путем синхронизации их работы с помощью вычислительно-управляющего блока 8.Повышение точности измерения распределения параметров рассеивающихцентров (частиц) обеспечивается тем,что в каждыи фиксированный момент времени освещается лишь узкая областьизучаемого объема, причем положениеэтой области фиксируется, а интенсивность освещаемого потока известна. Вэтот Фиксированный момент временисвет рассеивают лишь те частицы, которые находятся в освещаемой узкойобласти объекта.Зарегистрированная в рассеянномсвете картина объекта в фиксированныймомент времени дает информацию о распределении рассеивающих центров в освещаемой области и соотношении рассеивающих способностей этих частиц. Одновременное измерение абсолютногозначения суммарной рассеянной освещаемыми частицами интенсивности света позволяет (с учетом данных о рас.пределении параметров частиц) измерить абсолютные значения параметроврассеивающих центров, исключив влияние На результаты этих измерений эффектов многократного рассеяния, Крометого, снижаются требования к.мощностиисточника света, упрощается процессполучения количественной информации опараметрах исследуемых .частиц,Часть пучка света, генерируемоголазером 31 Г-3, направляется с.помощью зеркала, имеющего коэффициентотражения 20 Х, на измеритель мошнос 1642326ти, состоящий из калибровочного фотодиода и микроамперметра. Прошедшийчерез зеркало световой пучок, имеющиймощность 41(где 1 и,м- измереннаяинтенсивность), направляется на магнитоэлектрический сканер, представляющий собой гальванометр типа М 017,помещенный в поле постоянного магнита. В качестве объективов используются телескопические объективы типаТАИР-З, в качестве фотоприемника -фотодиод ФДК, а в качестве фотокинорегистрирующего устройства - регистрирующая фотокамера типа РФК, 15Вычислительно-управляющий блокпредставляет собой измерительно-вычислительный комплекс на базе микроЭВМ "Электроника" и аппаратурыКАМАК, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) дляприема информации с ФДК и два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП)для управления сканером и РФК, Длякинорегистрации картины объекта в рассеянном свете используется кинопленка КН(режим ее химической обработки - стандартный).При подаче управляющего постоянного напряжения от ЭВМ через первый 30ЦАП на сканерположение лазерногопучка риксируется в пространстве. Оносвещает фрагмент измерительногообъема. Синхронно с освещением происходит ввод в ЭВМ сигнала с ФДК через АЦП и вырабатывается сигнал, поступающий через второй ЦАП на реле, управляющее работой РФК,Пусть в конкретный момент времениполучено,что в освещенном фрагменте 40элемента объекта имеется пять рассеивающих частиц (определено по фотографии этого фрагмента, полученной спомощью РФК) и имеется ослаблениеинтенсивности света, прошедшего через 45фрагмент объекта, на величину б 1 == 1 - 1, где 1 б - известная интенсивйость зондирующего пучка; 1 - зарегистрированная с помощью ФДК интенсивность прошедшего света. При фотометрировании пленки с изображениемосвещаемого фрагмента в рассеянномсвете получены относительные величиныраесеивающих способностей освещенныхчастиц, которые соотносятся как 1;2::3:5:8. Тогда абсолютные значения рассеивающих способностей зарегистрированных частиц равны: Ь 1/19; И/19;31/19; 5 61/ 9; 8 Ь 1/1 9. Причем на результаты этих измерений не оказываетвлияния свет, рассеянный частицами,находящимися в областях объекта, прилегающих к освещаемому фрагменту. Данные о параметрах рассеивающих частицво всем объекте получают путем суммирования результатов измерений по каждому Фрагменту в отдельности,Оормула изобретенияСпособ исследования распределения параметров рассеивающих частиц вобъек-, те, включающий освещени объекта и регистрацию рассеянного им излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, объект освещают сканируемым пучком известной мощности, фиксируют координату освещаемой точки объекта в плоскости, обращенной к источнику.излучения, регистрируют рассеянное излучение от соответствующего данной точке. эле" мента объема, одновременно измеряют. мощность прошедшего сквозь него излучения и по зарегистрированному рассеянному излучению судят о распределении рассеивающих центров в элементе объема, а по мощности прошедшего излучения - о рассеивающей способности каждого из центров.1 б 4232 ь Составитель Н. ГрищеТехред Л.Олийнык о едакто ь М. Максимишинец ковска 4 б роизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, ГаГарина, 1 О Заказ 1142 Тираж 390ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКНТ СС