Способ анализа взвешенных частиц

Способ анализа взвешенных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИ

ИЗОБ

"..онана Советских

Социалистических

Республик (11) 507 8О 7

Н АВТЬРСКОМУ СВИДВИДЬстВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 08.01.74 (21}:1986354/26-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.03.763юллетень №11 (51) М. Кл.

G 01 И 15/02

Гасударственный намитет

Совета Министраа СССР па делам изааретений н аткрытий (53) 7ЙК 543.275

l(088,8) (45) Дата опубликования описания,05.04.76, (72) Автор изсбретения

О. М. Матвеев (71) Заявитель

Институт экспериментальной метеорологии (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИ11

Изобретение относится к исследованиям взвешенных частиц.

Известен способ анализа взвешенных частиц, заключаюшийся в том, что исследуемые частипы облучают л онохроматическим излучением, рассеянное излучение смешивают вают с orropHbiM и подают на фотоприемник.

11елью изобретения является повышение точности анализа взвешенных частиц, Это достигается одновременным воздействием на частицы зондируюшего моночастотного электромагнитного излучения и акустических колебаний.

Под моночастотным электромагнитным излучением подразумевается монохромати ческое излучение или смешанное излучение, но промодулированное внешней частотой.

Частицы различного размера в различной степени увлекаются колебаниями окружаюшей среды, т.е. скорость частицы однозначно определяется ее массой и размерог,i при неизменных параметрах воздейст- вуюшег акустического излучения. Зондируюшее электромагнитное излучение должно быть монохроматичньтм или промодулирова-! но постоянной частотой, Рассеиваясь на движушейся частице,зондирующее излучение меняет свою частоту или частоту модуляции (эффект Допплера) в соответствии со скоростью частицы в дан ном направлении и о предел яетс я разм еро м частицы и массой.

Проводя амплитудно-частотный анализ рассеянного излучения, находят следующие характеристики частиц. Измеряя изменение частоты рассеяннсго частицей электромаг-о нитного излучения, находят с большой точностью радиус сферической частицы при из, вестной плотности вешества ча"тицы. Боль,шая степень точности обеспечивается ис пользованием частотного метода анализа ! ,рассеянного чзлучения, свободного от оши. бок, присуших амплитудному методу, (При известном размере частицы можно найти плотность ее вешестза, также анали зируя частоту рассеянно о частицей излучения.

Исследуя амплитуду рассеянного части:цей излучения, находят коэффициент отраже- „, ЩЛВ г""3 9 М : 4 ння вешества частицы при измеренном p86A -„ »-:,. Ц - скорость отражаюшего Объекта в усе сферической. частицы. направлении наблюдения;

Минимальный размер исследуемых час- (.; - скорость света. тиц определяется применимостью теории об«С U U текания частиц средой и может достигать 5 f — CLf f—

Х С Я, сотых долей микрона. Максимальный размер исследуемых частиц может достигать сотен микрон когда частица уже перестает быть взвешенной".

l0

11ри известном радиусе частицы можно найти ее плотность по обратной формуле

Скорость движения капли будет следую щей jj> |tl> V>.Збп ((Uf <т), где. /Ы вЂ” степень увеличения частицы в колебательное движение;

Цг — сдвиг фазы.

Формула изобретения

Рассмотрим конкретный пример применения предлагаемого способа для анализаводных аэрозолей (капель) с помошью монохроматичного электромагнитного излучения с длиной волны и акустического излучения частотой с плотностью проходяшей мошности в точке измерения Р, распространягоше1 .гося в направлении наблюдения.

Скорость движения воздушной среды в исследуемом объеме V=V< 8(AM)f в зависимости от времени т и циклической частоты Ю акустического излучения Ю = 2 f lГГ

- амплитуда скорости, зависит от о интенсивности акустического излучения.

Конечная формула вычисления радиуса частицы по максимальному изменению частоты отраженного света 6f, соответствуюН) mего максимальной скорости частицы

Оа„„. PL+ а, будет следуюшей

О гК :ЬЛГ

Р» z .<

Для примера приведем численные значения изменения частоты для водных частиц раэньцс размеров, взвешенных в воздухе:

g =1.85.10; Р =1 г/см; т =500гц;

-4 3

-6 2

Р =10; Чр =0,7 см/сек; A =

0,63 мкм (Не -Йе лазер); С =3.10 см/сек

10 мггм 0,32; 1; 3,2; 10; 32; 100; ) г я 1; 0,99; 0,94; О,26; 0,03;, 0,003; ь „, l l „l;, 11,0; 10,5; 3; 0,33; 0,32, u„„1

v, 9 --агс1у юà à — время релаксации частиц.

Т= — к

2Р

9г где Я вЂ” плотность вещества частицы; г1 — коэффициент вязкости среды;

R — радиус сферической частицы или

"ст< ксовский" радиус несферической частицг>1. о

При наблюдении под 90 к падающему излучению эффект:Допплера дается формулой

О U

4 д где ) - частота электромагнитного иэлучени»;

n f — изменение частоты Отраженного

/рассеянного/ электромаг нитного излучения;

ЗЬ

Способ анализа взвешенных частиц, основанный на облучении исследуемого объекта электромагнитным и акус1ическим излучениями и регистрации рассеянного частицами электромагнитного излучения, О т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности анализа, облучение осушествляют одновременно обоими видами излучений, регистрируют изменение частоты,моночастотного электромагнитного излучения, а раэмер частиц находят по формуле где г(- коэффициент вязкости среды;

Цр — амплитуда скорости частиц под ,действием акустических колебаний; д - максимальное изменение частот.. отраженного моночастотного электромагнитного излучения", A длина волны моночастотногоэлектромагиитного излучения;

Р ПЛОТНОСТЬ Ч&СТИЦНГ частота акустических колебаний.