Нефелометр (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК Г 19) (И) Н 21 47 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Бюл, 11 34 ксперимент ной ме 8) свидетельство СССР 01 1) 1/00, 1980. идетельство СССР 01 1 1/04, 1972.НЕФЕЛОИЕТР Изобретени тической н спользоват(ЕГе от ВАРИАНТЫ) обл оси ефел ти оп жет и етрии и моя измерения ься розрачности ж еорологии, ги и газов в меи пр. С целью кос л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвторскоеИф 576840, кл.Авторское сВ 352245, кл. повышения чувствительности измерений путем увеличения рабочего объема в устройство дополнительно введен сменный кольцевой объектив, что позволяет преобразовать рассеянное исследуемой средой излучение в параллельный пучок. Подбирая угол рассеяния и фокусное расстояние объектива, можно подобрать требуемое угловое разрешение. Конструкция нефелометра по третьему и четвертому вариантам дополнительно содержит второй кони-. ческий отражатель, оптически связанный с плоским зеркалом, а также сменный кольцевой объектив. Эта конструкция позволяет регистрировать с теми ЕС 2 же преимуществами излучение, рассеянное средой под двумя различными уг-лами. 4 с.п, ф-лы, 4 ил, С:1 12574Изобретение относится к оптическим.приборам и может бытьиспользовано для измерения прозрачности жидкостей и газов в гидрологии, метеорологии, при контроле загрязнений окружающей среды, в химической промьппленности.Цель изобретения - повышение чувствительности измерений интенсивности рассеянного света путем увеличе ния рабочего объема без снижения величины углового разрешения и обеспечение перестройки угла наблюдения, а также увеличение числа определяемых параметров.На фиг.1-4 изображены оптические схемы нефелометра, варианты исполнения.На оптических схемах обозначены осветитель 1, конический отража тель 2, световая ловушка 3, сменный кольцевой объектив 4, диафрагма 5 поля зрения с фотоприемником 6, Нефелометр по фиг.3 и 4 содержит также второй конический отражатель 7, вторую диафрагму 8 поля зрения с вторым фотоприемником 9, а также плоское зеркало 10.Нефелометр работает следующим об 30 разом.В нефелометре по первому варианту (первый и второй пункты формулы) пучок света от осветителя 1 проходит через исследуемую среду и частично рассеивается в ней. Нерассеянный свет З 5 задерживается световой ловушкой 3, а свет, рассеянный средой под средним углом К , попадает на конический отг ражатель 2, отражается от него и попадает в кольцевой объектив 4, кото рый фокусирует свет на поверхность диафрагмы 5 диаметром й. Световой поток в пределах выбранного угла поля зрения, определяющего угловое разрешение прибора, проходит на фотоприемник 6, а остальная часть рассеянного Средой света в направлениях, отличных от К + АК/2, задерживается диафрагмой. Световой поток, прошедший через отверстие в диафрагме 5 по падает на фотоприемник 6, преобразую - щий световой поток в соответствующий электрический сигнал. Величина требуемого углового разрешения определяется величиной отношения ьы =6/Г, где 1 - фокусное. расстояние объектива. Величина рабочего объема определена пересечением пучка света источ 762ника и 1/2 проекции объектива на ось прибора под углом наблюдения Ю . Чувствительность измерений не зависит от диаметра светового пучка при одной и той же мощности источника света, поскольку при изменении этого ди; аметра соответствующее изменение величины рабочего .объема компенсируется изменением интенсивности в сечении светового пучка. Однако увеличение рабочего объема приводит к повышению статистической обеспеченности получаемых данных о прозрачности сред, особенно в условиях низких концентраций рассеивающих частиц.В конкретном случае, когда радиус меньшего отверстия в коническом отражателе Г, радиус пучка света г , а максимальный радиус отражателя К равен максимальному радиусу объектива, величина Ч рабочего объема определяется как г Р - г 1 з 1 п ,Таким образом, максимальное значение рабочий объем Ч имеет при го = -- К, Определим величину рабочего3объема прибора при следующих параметрах оптической схемы: К = 5 см, - г, = 3,3 см, объектив Ис фокусным расстоянием Е = 30 см, д = - 0,7 мм, фотоприемник ФДК.оПри Ы = 45 и угловом разрешенииоЬо = 0,25 получают,7 = 82 см . В прототипе для тех же значений угла наблюдения и углового разрешения АМ=2 Ч=ОЗсмТаким образом, нефелометр по первому варианту позволяет в 100 раз увеличить рабочий объем по сравнению с прототипом и при этом повысить угловое разрешение при измерении интенсивности рассеянного света.% ефелометре по второму варианту ( третий и четвертый пункты формулы) пучок света от источника 1 проходит через исследуемую среду и частично рассеивается в ней. Нерассеянный свет задерживается световой ловушкой 4, а свет, рассеянный средой под средними углами Ю, и М , попадает на коническиеотражатели 2 и 7 соответственно и далее на кольцевой объ-. ектив 4Свет, отраженный от конического Отражателя 7, фокусируется объективом 4 на поверхности диафраг3 1257 мы 5 и, пройдя через отверстие в ней, попадает на фотоприемник 6. Свет, отраженный от конического, отражателя 2, преломляется объективом 4 в направлении круглого плоского зеркала 10, установленного перпендикулярно опти",. ческой оси и оптически сопряженного с коническим отражателем 2. Отраженный от зеркала 1 Освет фокусируется на поверхности второй диафрагмы 10 8 и через отверстие в ней частичнопопадает на второй Фотоприемник 9.Нефелометр по второму варианту обеспечивает запись на регистраторе отношения сигналов, пропорциональных 15 рассеянному средой излучению под средними углами Ы, и М , что исключает влияние нестабильности излучения источника и повьппает точность определения микрофизических характеристик концентрация, средний размер частиц рассеивающей среды.Комбинации конических отражателей для разных средних углов регистрации рассеянного излучения позволяют 25 определить не только прозрачность исследуемых сред, но и их фазовый и микрофизический состав.Предлагаемый нефелометр характеризуется малыми габаритами, высокой З 0 чувствительностью и простотой перестройки. формула из обретения Э 51. Нефелометр, содержащий соосно расположенные осветитель, конический отражатель, световую ловушку и диафрагму поля зрения с фотоприемником, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 0 что, с целью повышения чувствительности путем увеличения рабочего объема без снижения величины углового разрешения а также обеспечения воз- можности перестройки угла наблюдения,45 он дополнительно содержит сменный .кольцевой объектив, установленный между коническим отражателем и диа-, фрагмой соосно им и оптически связанный с коническим отражателем, при 50 этом конический отражатель обращен вершиной от объектива, угол раствора конического отражателя выполнен у =180 -п, где й, - средний угол регистрации рассеянного света, диафрагма поля зрения размещена в фокальной плоскости объектива, а осветитель между коническим отражателем и объек 476 4тивом вне проекции под углом Ы образующей конического отражателя на оптическую ось, причем рабочие поверхности осветителя и фотоприемникаориентированы в одну сторону.2. Нефелометр, содержащий сооснорасположенные осветитель, конический отражатель, световую ловушку идиафрагму поля зрения с Фотоприемни-.ком, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности путем увеличения рабочегообъема без снижения величины угловогоразрешения, а также обеспечения вбзможности перестройки угла наблюде-ния, он дополнительно содержит сменный кольцевой объектив, установленный между коническим отражателем идиафрагмой соосно им и оптически связанный с коническим отражателем, приэтом конический отражатель обращенвершиной от объектива, угол раствораконического отражателя д выполненравным , диафрагма поля зрения размещена в фокальной плоскости объеКтива,а осветитель - со стороны вершины конического отражателя вне проекции 1под углом М, образующей конического отражателя на оптическую,.ось, причем рабочие поверхности осве-тителя ифотоприемника ориентированы в противоположные стороны,3. Нефелометр, содержащий сооснорасположенные осветитель, коническийотражатель, световую ловушку и диафрагму поля зрения с фотоприемником, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности путем увеличения рабочего объема без снижения величины углового разразрешения и увеличения числа определяемых параметров, он дополнительно исодержит второй конический отражатель, кольцевой объектив, плоское/зеркало и вторую диафрагму поля зрегния с вторым фотоприемником, наименьший диаметр второго конического отражателя не меньше наибольшего диаметра первого конического отражателя, наибольший диаметр кольцевого объектива не меньше наибольшегодиаметра второго конического отражателя, а диаметр отверстия не больше меньшего диаметра первого конического отражателя, все дополнительные элементы установлены между первым коническим отражателем и первойдиафрагмой поля зрения соосно им,4. Нефелометр, содержащий соосно расположенные осветитель, конический отражатель, световую ловушку и диафрагму поля зрения с фатоприемни ком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствитель ности путем увеличения рабочего объема без снижения величины углового разразрешения и увеличения числа опре- З 0 деляемых параметров, он дополнительно содержит второй конический отражатель, кольцевой объектив, плоское Ф 12 плоское зеркало оптически связано с первым коническим отражателем и второй диафрагмой поля зрения с вторым фотоприемником через кольцевой объектив, первая диафрагма поля зрения с первым фотоприемником размещена в фокальной плоскости кольцевого объектива, осветитель расположена между первым коническим отражетелем и объективом, его рабочая поверхность ориентирована в ту же сторону, что и рабочая поверхность первого фотоприемника, оба конических отражателя рабочими поверхностями обращены к объективу, а углы их раствора 1, и и Вьзполнены ф = 180 ж 1 1 Ц180 - м , где , и О - средние углы регистрации рассеянного света первым и вторым фотоприемниками соответственно. 57476 Взеркало и вторую диафрагму поля зрения с вторым фотоприемником, наименьший диаметр второго конического отражателя не .меньше наибольшего диаметра первого конического отражателя,наибольший диаметр кольцевого объектива не меньше наибольшего диаметра второго конического отражателя,а диаметр отверстия не больше мень щего диаметра первого коническогоотражателя, все дополнительные злементы установлены между первым коническим отражателем и первой диафрагмой поля зрения соосно им, плоское 15 зеркало оптически связано с первымконическим отражателем и второй диафрагмой поля зрения с вторым фотоприемником через кольцевой объектив,первая диафрагма поля зрения с пер вым фотоприемником размещена в фокальной плоскости кольцевого объектива,осветитель расположен со сторонывершины первого конического отражателя, рабочие поверхности осветителяи фотоприемника ориентированы в противоположные стороны, оба коническихотражателя рабочими поверхностями обращены к объективу, а углы их раствора (, и ( выполнены , о, ;(ргде М, и 1 - средние углы регистрации рассеянного света первым ивторым фотоприемниками соответственно.1257476 Составитель В.КалечицТехред Л.Сердюкова ктор тор С.Черни ар Тираж 778рственного комитета СС изобретений и открытий а, Ж, Раушская наб. аказ 4908/39ВН дписно ИИПИ Госудапо делам3035 Москв Проектная изводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгоро