Устройство измерения размера час-тиц b потоке жидкости или газа

Устройство измерения размера час-тиц b потоке жидкости или газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н1>817534

Сеюз Севетскнк

СоцмааВКтичЕСких

Республнн (61) Дополнительное к авт; свид-ву— (22) Заявлено 280676 (21) 2377808/25 (51)М. Кд.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 N 15/00

Государственнмй коинтет

СССР но аслам нзобретеннй н открмтнй (53) УДК 53Э. 215. . 4 (088. 8) Опубликовано 300381. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 300381

P2) Авторы

К.A. Грачев, В.A Бербер, В.Е. Сокол в БВ, Павлов, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ

В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

Изобретение относится к автомати- ческим средствам контроля и может быть использовано для измерения размера частиц пыли в приборах контроля чистоты газов, жидкостей и атмосферы. производственных помещений, а также в любых других приборах, предназначенных для измерения размеров частиц по интенсивности рассеянного ими света.

Известно устройство для измерения размера частиц, содержащее фотоэлектрический датчик, представляющий собой затемненную камеру с источником света и фокусирующей системой, и светочувствительный элемент в виде фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), регистрирующее свет, рассеянный проходящими через световой объем частицами. Размер частицы определяется 20 по интенсивности рассеянного ею света и измеряется пороговыми устройствами амплитудного анализатора путем сравнения амплитуды выработанного на выходе ФЭУ импульса от коцтролируемой частицы с постоянным опорным напряжением Щ .

Введение в амплитудный анализатор дополнительной связи, обеспечивающей изменение уровня срабатывания 3() пороговых устройств в зависимости от величины напряжения анодного,питания

ФЭУ, повышает точность измерения, но не устраняет погрешность, обусловленную изменением температуры, старением ФЭУ, изменением яркости светового луча и рядом других причин.

Наиболее близким техническим решением является устройство, в котором непосредственно перед измерением производят калибровку прибора по моделированной частице с эталонной отражающей поверхностью.

Регулировка напряжения питания

ФЭУ или уровня срабатывания пороговых устройств амплитудного анализа-. тора позволяет в этом случае свести до минимума погрешность, обусловленную любыми медленно меняющимися факторами 2 .

Недостатками этого способа являются необходимость калибровки прибора перед каждым измерением, что значительно усложняет его эксплуатацию, и невозможность устранения влияния быстро меняющихся источников погрешности (например, нестабильность источников питания).

Цель изобретения — устранение влияния на точность измерения колебаний

817534 интенсивности светового потока и коэффициент усиления ФЭУ в процессе измерени, и исключение необходимости калибровки прибора перед каждым измерением.

Поставленная цель достигается путем введения в устройство схемы ус-. реднения выходного сигнала ФЭУ, подключенной выходом к опорным входам пороговых устройств амплитудного ана-, лизатора и фокусирующей системой, снабженной каналом отбора части энергии светового потока и ввода ее в

ФЭУ.

Канал отбора части энергии светового .потока и ввода ее в ФЭУ выполнен из системы призм, направляющих часть 5 светового потока от источника света на ФЭУ, и установленного на пути этой части света прерывателя, управляемого автономной схемой.

Кроме того, канал отбора части 2Q энергии светового потока и ввода ее в ФЭУ может быть выполнен в виде двух гибких световодов, между которыми установлен прерыватель, управляемый автономной схемой.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 света и фокусирующую систему 2, которые служат для формирования луча света в светочувствительном объеме 3, канал отбора части энергии светового потока и ввода ее в ФЭУ, который выполнен в виде набора призм.4 и пре. рывателя 5 светового потока, фотоэлектронный умножитель б для преобразования световых сигналов в электрические импульсы, усилитель 7 согласования выходного сопротивления ФЭУ с входным сопротивлением последующих элементов, а именно, схемы 8 усредне- 40 .ния выходного сигнала ФЭУ и амплитудного анализатора 9.

Схема усреднения выходного сигнала ФЭУ 8 служит для преобразования импульсов опорного сигнала в постоян- 45 ное напряжение и своим выходом подключена к опорным входам пороговых устройств 10 амплитудного анализатора. .Амплитудный анализатор 9.с пороговыми устройствами 10 обеспечивают совмест- о но с делителем R разделение импульсов от контролируемых частиц по каналам с размерами 1-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50 мкм.

Автономная схема 11 управления преобразователем,кроме своего основного назначения служит для управления стро1 бирующим устройством 12, которое предотвращает счет импульсов, вырабатываемых каналом отбора части энергии и ввода ее в ФЭУ. Кроме того, устрой- ф() ство содержит счетчики 13 для фиксации количества контролируемых частиц в пределах заданного размера.

Канал отбора части энергии свето.вого потока и ввода ее в ФЭУ может 65 быть выпонен в виде двух гибких све,товодов (не показаны), между которыми установлен прерыватель 5, управляемый автономной схемой 11.

Устройство работает следующим образом.

Источником 1 света и фокусирующей системой 2 формируется луч света внутри светочувствительного объема 3, в который (в плоскости, перпендикулярной чертежу) вводится поток воздуха или жидкости с контролируемыми частицами. Часть света сфокусированного луча через систему призм 4(или гибкие световоды) и прерыватель 5 направляется на катод фотоэлектронного умножителя 6. Под воздействием автономной схемы 11 управления прерыватель 5 периодически открывает и закрывает канал отбора части энергии. Во время открытого состояния прерывателя на

ФЭУ попадает пучек света, который на выходе ФЭУ вырабатывает импульс опорного напряжения. Амплитуда этого импульса определяется частью энергии света, прошедшего через канал отбора энергии, и зависит от яркости источника света и коэффициента усиления

ФЭУ.

Импульсы опорного напряжения с выхода ФЭУ усиливаются по мощности усилителя 7 и при помощи схемы 8 усреднения выходного сигнала преобразуются в постоянное напряжение. Длительность опорных импульсов и постоянная времени схемы усреднения выбраны так, чтобы короткие импульсы, вырабатываемые от контролируемых частиц, не влияли на уровень постоянного опорного напряжения.

Постоянное напряжение с выхода схемы 8 усреднения подается на опорные входы пороговых устройств 10 амплитудного анализатора 9; на.сигнальные входы пороговых устройств через усилитель 7 и делитель R подаются импульсы, которые вырабатываются на выходе ФЭУ при попадании на его фотокатод света, рассеянного контролируе- . мыми частицами при их пролете через светочувствительный объем 3. Амплитуда этих импульсов зависит от энергии рассеянного света, а, следовательно, и от размера частиц. В зави-. симости от размера частицы срабатывают те пороговые устройства, амплитуда импульсов на сигнальных входах которых больше напряжения на их опорных входах. Выходные импульсы пороговых устройств через стробирующее устройство подаются на входы соответствующих счетчиков. Стробирующее устройство препятствует попаданию на счетчики импульсов опорного сигнала.

Определение размера контролируемых частиц в предлагаемом устройстве производится не по абсолютному значению амплитуды импульсов, а по отношению амплитуды этих импульсов к

817534

Формула изобретения

Составитель Е. Маллер

Редактор Е. Дичинская ТехредЖ.Кастелевич КорректорМ. Коста

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 1319/56

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 величине опорного напряжения. Так как опорное напряжение вырабатывается с. участием тех же элементов (источник света, ФЭУ, усилитель), которые вырабатывают импульсы от рассеянного контролируемой частицей света, нестабильность этих элементов не влияет на точность измерения размеров частиц.

1. Устройство для измерения размера частиц в потоке жидкости или газа, содержащее источник света, светофокусирующую систему, фотоэлектронный 15 умножитель и амплитудный анализатор с пороговыми устройствами, о т л и— ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено схемой усреднения выходного сиг- эп нала ФЭУ, подключенной выходом к опорным входам пороговых устройств амплитудного анализатора и фокусирующей системой, снабженной каналом отбора части энергии светового потока и ввода ее в ФЭУ.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что канал отбора части энергии светового потока и ввода ее в ФЭУ выполнен из системы призм, направляющих часть светового потбка от источника света на ФЭУ, и установленного на пути этой части света прерывателя, управляемого автономной схемой.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что канал от бора части энергии светового потока и ввода ее в ФЭУ выполнен в виде двух гибких световодов, между которыми установлен прерыватель, управляемый автономной схемой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3295059, кл. 324-71,. 27.12.66.

2. Патент Франции Р 2239168, кл. G 01, И 15/06, 28.03.75.