Устройство для анализа микрочастиц

25 типов частиц, схема сброса матрицыв исходное состояние, при этом счетчик импульсов рассеянного света черезсоответствующий усилитель соединен содним из фотодетекторов, входы аналогового вычислителя соединены с выходами усилителей, а выходы соединенысо входами блока амплитудного анализа, выходы которого соединень 1 с вхо- .дами блока двоичной матрицы, выходыкоторой соединены со входами блокарегистрации частиц заданных типов,а вход схемы сброса матрицы соединенс указанным фотодетектором, а выход -со входом сброса блока двоичной матрицы. .15Введение счетчика импульсов рассеянного света, соединенного с однимиз фотодетекторов, позволяет определить счетную концентрацию всех частиц, содержащихся в пробе.Аналоговый вычислитель, блок амплитудного анализа, блок двоичнойматрицы позволяют определить каждуючастицу, относящуюся к заданным типам, а блок регистрации частиц заданных типов позволяет провестиих подсчет. Схема сброса матрицыобеспечивает непрерывный. режим регистрации частиц заданных типов.На чертеже показана блок-схемаустройства для анализа микрочастиц, ЗОУстройство содержит камеру 1 сфотодетекторами 2, блок 3 отборапробы и формироваиия струи аэрозоля,блок 4 генерации и формированияпучка света, усилители 5 сигналов З 5фотодетекторов, аналоговый вычислитель б, блок 7 амплитудного анализа, блок 8 двоичной матрицы, блок9 регистрации частиц заданных типов,счетчик 10 импульсов рассеянногосвета, схему 11 сброса матрицы. 4 ОУстройство работает следующим образом.Струя аэрозоля, подаваемая в камеру 1 из блока 3, пересекаетпучок света, сформированный в блоке 454. При попадании частицы в рабочийобъем, образованный пучком света иструей аэрозоля, возникает импульсрассеянного света, регистрируемый фотодетекторами 2. Сигналы с фотодетекторов усиливаются усилителями 5, причем сигнал от одного из фотодетекторов запускает счетчик 10 импульсов рассеянного света, который измеряетсчетную концентрацию частиц. Сигнал 55ОО , О с выходов усилителей поступает в аналоговой вычислитель б, где осуществляется их преоб,разованиее вида Оц . ЬО О, О),1где О а, - выходйое йапряжение на1 -выходе аналогового вычислителя; бОО в сигнал на выходе усилителя.Например, аналоговый вычислительможет выполнят операцииО: О О +ОаЬ 65 Ось "з. ч1В частности, аналоговый усилитель может осуществлять операцию Оаб = ао , где а - постоянное число.Аналоговые сигналы с выхода вычислителя поступают в бЛок 7 .амплитуд" ного анализа, причем каждый выход вычислителя соединен с соответствующей ему схемой квантования по уровню. На одном из выходов каждой схема квантования формируется логический сигнал, причем номер выхода, на котором формируется этот сигнал, однозначно связан с уровнем напряжения, приложенного ко входу схемы. Таким образом, каждый номер выхода схема квантования, на котором появляется логический сигнал, соответствует определенному значению функци" ональной связи между характеристиками индикатрисы рассеяния, т.е. определенному признаку частицы.Выходы каждой схема квантования,блока амплитудного анализа связаныс элементами одного столбца матрицы,что обеспечивает запись некоторогопризнака частицы, пролетающей черезрабочий объем камеры, в одном иээлементов каждого столбца. Выборомнекоторой совокупности функциональных связей между характеристикамииндикатрисы рассеяния и соответствующих им уровней квантования обеспечивают такую работу устройства,что для каждого типа заданных частицсовокупность их признаков записывается в виде заполнения логическимисигналами определенной строки матрицы.Элементы каждой строки матрицысоединены со входом соответствующегоим счетчика блока регистрации частицзаданных типов. В случае заполнениявсех элементов некоторой строкиматрицы логическими сигналами, всчетчик, связанный с этой строкой будет записана логическая единица, т.е.зафиксирован факт пролета частицызаданного типа.При попадании в рабочий объем частицы другого типа, логическими сигналами заполнится другая строка матрицЫ, и факт ее пролета будет зафиксирован в другом счетчике, связанномс этой строкой,Таким образом, будет сосчитанообщее количество содержащихся в пробе частиц и количество данных "К"типов частиц.11 р и м е р . В таблице представлены параметры сферических частиць и их сигналы в относительных единицах под углами, близкими к Оф и 180 и под углом 90,9 и может быть весьм Выделение частиц можно зование в бло тождественных и с помощью м Например, при объем частицы 25 атрицы попад 9 1 м 1 О О О О сферическое сферическое йство может найделения отноаданных типов х примесей олей, контроле ких процессов. Предлага ти применен сительно. со частиц на ф при исследо различных т емое устре для опрержанияне мешающании аэрхнологич мула изобретения ожных пре а 5 под всеми у ляет более т частицы. алов 30 /,Е,зателю прелокретных зователе азанных в таблице уществить и испольарифметики только реобразований О = У размерности 7 хЗ ании в рабочий атрица будет иметьЕдиницами заполнится первая стро 3 ка, соответствующая первой частице, поэтому сработает соответствующий счетчик. Наличие единиц в других строках свидетельствует о том, что сигналы от разных частиц под одним 4 углом совпадают, но сочетание трех углов дает однозначное определение каждой частицы.В данном примере рассмотрен простейший случай, при котором в блоке 4 арифметики выполнялись только тождественные преобразования сигналов. Однако для решения конкретных задач может потребоваться существенное увеличение количества аналоговых преобразований и, следовательно, увеличение количества столбцов в матрице. Примеры обоснования во образований. 1. Сумма сигналов ми регистрации позво но определять размер 2. Отношение сиги чувствительно к пока ния частицы. 3, Отношение сигналов чувствительно к показагел частицы. Для решения кон аналоговых преобраприменяемых матр ц а разнообразен.Одним из самых простых, успешно осуществленных на практике, является разделение частиц на два класса: сферические и несферические по одному признаку - величине отношения компонент рассеянного света, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем падающий пучок линейно поляризован, в этом случае матрица имеет один столбец и две строки Устройство для анализа микрочастиц, содержащее камеру, соединенную с блоком генерации и формирования пучка света и блоком отбора пробы и Формирования струи аэрозоля, фотодетекторы, установленные в корпусе камеры, усилители, соединенные с фотодетекторами, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью экспрессного определения относительного содержания заданных типов частиц в аэрозолях на фоне мешающих примесей, в него введены счетчик импульсов рассеянного света, аналоговый вычислитель, блок амплитудного анализа, блок двоичной матрицы, блок регистрации заданных типов частиц, схема сброса матрицы в исходное состояние, при этом счетчик импульсоВ рассеянного света через соответствую883708 Составитель А. ШуровТехред С.Мигунова КорректорМ. демчик Редактор П, Ортутай Заказ 10211/64 Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ций усилитель соединен с одним из фотодетекторов, входы аналогового вычислителя соединены с выходами усилителей, а выходы соединены со входами блока амплитудного анализа,выходы которого соединены со входамиблока двоиЧной матрицы, выходы которой, в свою очередь, соединены совходами блока регистрации частиц заданных типов, а вход схемы сброса матрицы соединен с укаэанным фотодетектором, а выход - со входомсброса блока двоичной матрицы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Описание отечественного счетчика А 3-5 М, .1971.2. Патент США, Р 3624835,кл. 356-103, опублик. 1971 (прототил).