Оптико-электронное устройство для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц

Оптико-электронное устройство для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при определении характеристик дисперсных систем в химической промышленности, метеорологии. медицине, при контроле загрязнения газов и жидкостей. Целью изобретения является повышение оперативности и упрощение измерений. Цель достигается тем, что с помощью осветителя 1, первого объектива 2, второго объектива 3 и аксикона 4 формируется кольцевой счетный объем. Через объем прокачиваются дисперсные частицы. Цриемно-аналитический блок 5 обеспечивает регистрацию импульсов света, рассеянного частицами, пересекающими кольцевой счетный объем, а также их селекцию. За счет перемещения аксикона вдоль оптической оси, вызывающего изменение диаметра кольца счетного объема, обеспечивается оперативная настройка на нужный диапазон измеряемых концентраций дисперсных, часг тиц. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 15/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3902930/24-25 (22) 31.05.85 (46) 30.09.87. Бюл. Р 36 .(71) Институт экспериментальной метеорологии (72) С.М. Коломиец (.53) 539.215.4(088.8) (5e) Беляев С.П. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. M.:

Энергоиздат, 1981, с. 111-113. Авторское свидетельство СССР

N9 1173265, кл. G 01 N 15/02, 1984. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при определении характеристик дисперсных систем в химической промышленности, метеорологии, медицине, при контроле загрязнения газов и жидкостей. Целью изобретения является повышение оперативности и упрощение измерений. Цель достигается тем, что с помощью осветителя 1, первого объектива 2, второго объектива 3 и аксикона 4 формируется кольцевой счетный объем. Через объем прокачиваются дисперсные частицы. Приемно-аналитический блок 5 обеспечивает регистрацию импульсов света, рассеянного частицами, пересекающими кольцевой счетный объем, а также их селекцию. За счет перемещения аксикона вдоль оптической оси, вызывающего изменение диаметра кольца счетно- Я

ro объема, обеспечивается оперативная настройка на нужный диапазон измеряемых концентраций дисперсных час-, тиц. 1 ил .

49 личением среднего диаметра уменьшаются нижний и верхний пределы концентрации и, наоборот, с уменьшением диаметра они увеличиваются. Таким образом, настройка на заданный диапазон концентрации дисперсных частиц достигается изменением среднего диаметра кольцевого пучка. Последнее реализуется перемещением аксикона вдоль оптической оси осветителя. При указан— ном перемещении аксикона ширина светового кольца не изменяется, т.е. при перестройке на тот или иной диапазон концентрации не происходит нежелательного изменения величины счетного объема. Действительно, световой пучок осветителя 1 с некоторой расходимос— тью, попадает на объектив 3 и фокусируется в плоскости 7 в пятно с диаметром d - » .f . Аксикон 4 строит мнимое изображение этого пятна (обозначенное на чертеже штриховыми линиями), которое имеет в плоскости 7 вид кольца с шириной (разностью наружного и внутреннего диаметров) d /2 и средФ ним диаметром -2ц(1-a) где q — угол отклонения аксиконом светового пучка °

Объектив 2 строит в плоскости 8 действительное изображение указанного кольца. Для этого необходимо, чтобы выполнялось условие а > f . Отсюда следует, что с>о + Ь = f + а ) f +

При этом ширина кольца d, определяется выражением

dy a f a а — 0L 2 о 2 а 2 а, откуда следует, что ширина кольца светового пучка в плоскости 8 определяется расходимостью исходного светового пучка и фокусным расстоянием объектива 2 и не зависит от расстояния 1, которое определяет положение аксикона 4 на оптической оси осветителя 1.

Таким образом, изобретение позволяет устранить необходимость замены аксикона при перестройке диапазонов концентраций дисперсных частиц и тем самым упростить и ускорить процедуру измерений.

Формула изобретения

Оптико — электронное устройство для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц, содержащее осветитель и последовательно размещенные на его оптической оси аксикон, первый объектив, ловушку света, а также при1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при определении характеристик дисперсных систем в хими5 ческой промышленности, метеорологHH медицине, при контроле загрязнения газов и жидкостей.

Цель изобретения — повышение оперативности и упрощение измерений.

На чертеже изображена блок-схема оптико-электронного устройства для измерения размеров и концентрации дисперсных частиц.

Устройство содержит осветитель 1 15 и установленные на его оптической оси первый объектив 2 с фокусным расстоянием 1О, второй объектив 3 с фоку=ным расстоянием, аксикон 4 с преломляющим углом 6 . Приемно-аналити- 2О ческий блок 5,оптически сопряженный с оптической осью осветителя 1, у тановлен так, что регистрирует свет, рассеянный частицами. На пути нерассеянного света на оптической оси ос- 25 ветителя 1 размещена ловушка 6 света.

Кроме того, устройство содержит блок формирования потока частиц (не показан), который служит для прокачки дисперсных частиц через счетный объем.

Диаметр светового пучка на выходе из источника 1 равен Й, диаметр светового пучка на входе в аксикон 4 равен

d, при этом расстояние Ь между объективами 2 и 3 выбрано больше величи— ны f +fg . Фокальная плоскость объектива 3 обозначена поз. 7, изображение этой плоскости объективом 2 поз. 8, расстояния от плоскостей 7 и 8 до главной плоскости объектива 2- 40 а и а соответственно. Аксикон 4 установлен на расстоянии — 1 от главной плоскости объектива 2.

Устройство работает следующим образом. 45

С помощью аксикона формируется кольцевой пучок света с диаметром внутреннего кольца, близким к диаметру внешнего кольца. Блок формирования потока частиц обеспечивает прокачку через счетный объем (вблизи плоскости 8), создаваемый путем формирования кольцевого пучка света.

Рассеянный свет регистрируется приемно-аналитическим блоком 5. Нерассеянный свет гасится ловушкой 6. Средний диаметр светового кольца, сформированного в плоскости 8, определяет диапазон измеряе п»х концентраций: с увез 1341549

4 емно-аналитический блок, оптическая второй объектив, который размещен ось которого сопряжена с оптической между осветителем и аксиконом таким осью осветителя, блок формирования образом, что расстояние между ним и потока частиц через счетный объем, первым объективом меньше суммы их фо5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, кусных расстояний, а аксикон установс целью повышения оперативности и уп- лен с возможностью перемещения вдоль рощения измерений, в него введен оптической оси осветителя.

Составитель P. Иванов

Редактор Л. Повхан Техред И.Попович Корректор А.Ильин

Заказ 4430/48 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4