Устройство для определения концентрации облачных капель

Устройство для определения концентрации облачных капель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

устройства ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ {КОНЦЕНТРАЦИЙ ОБЛАЧНЫХ КАПЕЛЬ, содер (Жашее расположенные последовательно импульсный источник сёёта, рабочую 1 -© кювету с системой напуска днсперсной среды, оптическую систему, диафрагму , фотоприемник, а также счетчик импульсов, отличают ее с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерений путем вероятностного обнаружения импульсным освещением одиночных частиц а рабочем объеме, оно снабжено эадатчиком частоты, /.соединенным с импульсным источником света и счетным входом счетчика импульсов , управляющие входы которого подключены к введенному синхронизатору , связанному с выходом фотоприемника . эо it эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Я Х

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3151) 6 01 W 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЭОБРЕтЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3461848/18-10 кювету с системой напуска дисперс(22) 02.07.82 . ной среды, оптическую систему, диаф(46) 23.10.83. Еюл. В 39 :; рагму, фотоприемник, а также счет(72) )0.8.Жуланов,. И.А.Невский, чик импульсов, о т л и ч а ю щ е еА.A,Ëóø))èêîâ, И.В.Петрянов и О.Н.Ни- с я тем, что, с целью расширения китин диапазона и повышения точности (53) 551 508.9(088.8) измерений путем вероятностного обна(56) 1 ° Авторское свидетельство СССР . ружения импульсным освещением оди9. 957067, кл. Ci 01 И 15/07, ночных частиц в рабочем объеме, 07" .09.82. оно снабжено задатчиком частоты, 2..Патент США 9 4140395, )соединенным с импульсным источником кл. Q 01 к .15/02, 20 ° 02.79(прототип) ° света и счетным входом счетчика им(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕЦЕЛЕНИЯ пульсов, управляющие входы которого

-LKOHQEllTPAIQOf ОБЛАЧНЫХ КАПЕЛЬ, содер- подключены к введенному синхронизааащее расположенные последовательно тору, связанному с выходом фотопри-

Импульсный источник света, рабочую . емника.

1049848

Изобретение отно ится к измерительной технике в метеорологии и моI жет быть использовано для определения характеристики атмосферы, например, концентрации капель в облаках и туманах.. 5

Известно устройство для определения концентрации облачных капель, содержащее источник света, рабочую кювету с дисперсной средой, оптическую систему, диафрагму, фотоприем. ник, счетчик импульсов и таймер(1), Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому

pesóëüòàòó является устройств,д)тя определения концентрации облачных капель, содержащее расположенные последовательно импульсный источник света., рабочую кювету с системой на.пуска дисперсной среды, оптическую

: собирающую систему, диафрагму, фотоприемник, а также счетчик импульсов (2 . 20

°, .. Недостатками известных устройств являются ограничение по диапазону и низкая точность измерений вслед« ствие регистрируеьЬсти при освещении двух частиц, находящихся в рабочем 25 объеме, как одной частицы.

Цель изобретения — расширение, диапазона измеряемых концентраций а также повышение точности измере,(ний путем вероятностного обнаруже- 3Q ния импульсным освещением короткой длительности одиночных частиц, находящихся в рабочей объеме.

Указанная цель достигается тем, ..:что устройство для определения кон- 35 центрации облачных капель, содержащее расположенные последовательно им« пульсный источник света, рабочую кювету с-системой напуска, оптическую систему, полевую диафрагму, фотоприемник, а также счетчик импульсов, 4О снабжено задатчиком частоты, соединенным с импульсным источником света и счетным входом счетчика импульсов уира", вляющиЕ входы которого подключены к введенному синхронизатору,связанному 45 с выходом фотоприемника.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит иэ импульсного источника 1 света, системы 2 напус- 5g

Kà дисперсной среды в рабочую кювету 3, оптической собирающей. системы 4, полевой диафрагмы 5, фотоприемника б, . включателя 7, счетчика 8 импульсов, синхронизатора 9 и (адатчика 10 час- 55 тоты. Счетный вход счетчика .8 импуль. сов связан с задатчиком 10 частоты, а управляющие входы счетчика 8 импульсов "Пуск" и "Стоп" соединены с соответствующими выходами синхронизато.ра 9, вход которого связан с фотоприемником б.

Устройство работает следующим образом.

Через рабочую кювету 3, освещаемую импульсным источником 1 света, Б5 с помощью системы 2 напуска дисперсной среды прокачивается анализируемый воздух. Задатчик 10 частоты задает частоту 1 и длительность и (. вспышек света, удовлетворяющие соотношениям ( — > — И (, (сгде b - длина рабочего объема в рабочей кювете, — скорость прохождения дисперсной среды в рабочем объеме.

Таким образом, между двумя вспышками капля успевает пересечь весь рабочий объем(п/ц с 1) ° При этом она не будет зарегистрирована дважды, так как длительность вспышки много меньше времени нахождения капли в рабочем объеме ((. (с "/u ) ° момент регистрации случайным образом в рабочей кювете 3 первой частицы после сигнала "Измерение" от включателя 7 сигнал с фотоприемника б через синхронизатор 9 запускает счетчик 8 импульсов. После случайной регистрации в рабочей кювете 3 j -той частицы синхронизатор 9 выключает счетчик 8 импульсов.

Предположив, что функция Ф (((, 1 } описывающая вероятность нахождения в рабочем объеме Х частиц в мо мент времени ф, характеризУется распределением Пуассона,, можно вывести из теории вероятности связь концентрации капель з с числом вспышек И.;, сосчитанную за время между регистрациями первой и -той частицы, (Ь1 ехр(«„(, (> l(N,t ())

Где Vp - величина рабочего объема, число вспышек, сосчитанных счетчиком при регистрации частиц;

b - градуировочный коэффициент, В общем случае, когда функция

Ю(х,tp характеризуется биномиальным распределением (частным случаем которого является распределение Пуассона), эта связь имеет вид

0 ь4 н+,(7 где а-и Vp;

N - число вспышек до появления частицы в Чр.

Пример. Пусть величина рабочего объема Vp 10 см длина его

= 0,02 см, скорость прокачки

0 3 1 м /с. Йз соотношения следует, что частота т 5i10 l ц. Примем допустимую велйчину статистической погрешности в определений .концентрации 5%, тогда по формуле Стьюдента необходимое число регистрируемых частиц 1 = 400. Пусть при изме1049648

Составитель Н.йоромов

Редактор O.Þðêîâeöêàÿ,Техред,М.Костик Корректор А.Тяско

° ««»М» е е «»««е ° «

Заказ 8418/43 . Тираж 710 Подписное

BHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, и . ужгород, ул. Проектная, 4

3 4 ренин концентрации (по 400 частицам) ны раздельно. Статический анализ цо,было сосчитано счетчиком 30000 вспы- каэывает, что в предлагаемом устшек. Вычисляем концентрацию по фор- ройстве из трех "двойников" два ремуле- ° ; . ° . .. гистрируются как отдельные частицы, И . атр,= что обеспечивает тиеивиеиие оцибки

"РА ) !" ) .. 5 в определении концентраций из-за

400 400 И : — овпадений в 3 раза. аир... = 040 — „-т-".:, раовиряетоя также в 3 рава ииа{0-6 90004 Я 3000(см . - Пазон иэмеряе концентраций эа счет

Если при измерении .концентрации . воэможности измерения более концентрииэвестным устройством-:две частицы на- 10 рованных, плотных сред, которые хаходятся в .потоке.на расстоянии, мень-. рактеризувтся большим числом двойных шем длины h, (так называете.,,частиц.

"двойники" ),.то при пересечении рабо- Устройство найдет широкое примечего объема они неизбежно дали бм один фение. в исследованиях атмосфеерных импульс и зарегистрировались бы как;:- 4а аэрозолей и .облаков при самолетном одна. При импульсном освещении велкка: " или аэростатном зондировании атмос. вероятность, что импульс света,,::.:": феры: в исследованиях быстропротепридет в момент, когда в рабочем обе-.:-.канщих процессов в дисперсных среМе находится только одна иэ.двух чпас»: дах, где фотоэлектрические счетчитиц и частицы будут зарегистрнрова- ::.: ки неприменимы..