SU1642327A1 - Фотоэлектрический регистратор взвешенных частиц - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  определени  характеристик дисперсных систем в химической промышленности, метеорологии, медицине при контроле запыленности газов и жидкостей.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности измерений за счет посто нства контрол  стабильности коэффициента преобразовани .

Сущность изобретени  состоит в том, что практически посто нный (в каждом цикле сканировани ) контроль стабильности коэффициента преобразовани  обеспечиваетс  при любом, в том числе и достаточном малом, уровне фоновой засветки фотоприемного блока, причем калибровочный световой сигнал на

световые импульсы от регистрируемых частиц не вли ет.

На фиг. 1 представлена блок-схема регистратора; на фиг. 2 - эпюры напр жений U ) на выходах 1-х блоков фиг. 1 (i 3,13, 9, 10, 11), по сн ющие способ.

Регистратор содержит осветитель 1, дефлектор 2 с блоком 3 управлени , фокусирующий объектив 4, иглу 5, све- толовушку 6, фотоприемный блок, состо щий из приемного объектива 7, ди- « афрагмы 8 пол  зрени  и фотоприемника 9, электронные ключи Ю, 11, подсоединенные к выходу фотоприемника 9 (к выходу фотоприемного блока), анализирующий блок 12, подсоединенный к выходу ключа 10, блок 13 задани  интервалов регистрации, подключенный

Ю

Ctf

to

своим входом к блоку 3 управлени  дефлектором 2, и блок 14 контрол . Неинвертированный выход блока 13 подключен к управл ющему входу ключа 10, инвертированный - к управл ющему входу ключа 11, а выход ключа 11 - к входу блока 14 контрол .

Поток исследуемых частиц движетс  перпендикул рно плоскости чертежа через область светового пучка, наход щуюс  в пределах пол  зрени , формируемого объективом 7 и диафрагмой 8. Сканирование светового пучка дефлектором 2 осуществл етс  в плоскости чертежа (штриховыми лини ми на фиг. 1 обозначены крайние положени  этого пучка). Игла 5, выполненна  так, что искажени , вносимые ею в поток исследуемых частиц,  вл юс  минимальными , установлена в пределах пол  зрени  фотоприемного блока на рассто нии от оси объектива 4, равном амплитуде сканировани  (при этом игла 5 лежит в фокальной плоскости объектива 4).

Регистратор работает в соответствии с предлагаемым способом следующим образом.

Блок 3 управлени  дефлектором 2 формирует управл ющее напр жение U (фиг. 2) с периодом повторени  Т, меньшим времени пролета исследуемых частиц через неподвижный пучок (Т fc ). В соответствии с этим периодом повторени  сканируетс  (перемещаетс  в плоскости чертежа) и световой пучок от осветител  1. В пределах пол  зрени  фотоприемного блока (вблизи фокальной плоскости объекти- ва 4) линейна  амплитуда сканировани  заведомо превосходит диаметр сфокусированного пучка. Кажда  исследуема  частица, пролетающа  через пучок, формирует при этом не один импульс рас- се нного света, а несколько (пачку импульсов). Эти импульсы собираютс  объективом 7 на фотоприемник 9 и преобразуютс  в электрические импульсы

то ключ 10 пропускает эти импульсы

0

5

0

5

о 5

(U

0

5

to

фиг. 2) на анализирующий блок

Ј соответ12 . Интервалы времени вне ствующие крайним положени м светового пучка,  вл ютс  нерабочими. В эти интервалы сигнал на анализирующий блок не поступает (импульсы с инвертированного выхода блока 13 - U Фиг. 2). Поскольку игла 5 установлена так, что импульсы рассе нного ею света не попадают в интервалы Ј , то эти импульсы не будут оказывать вли ни  на результаты измерений. В то же врем  именно эти калибровочные импульсы проход т через ключ 11 (U фиг. 2) на блок 14 контрол .

Амплитуда калибровочных импульсов определ етс  размерами остри  иглы, коэффициентом отражени  и т.д. и может быть выбрана практически любой, независимо от уровн  фоновой засветки . Таким образом, калибровочный световой сигнал подаетс  на вход фотоприемного блока в каждом цикле сканировани  (с достаточно высокой частотой 4 10 Гц). Измерени  же провод тс  с частотой, не превышающей частоту сканировани , так что с точки зрени  контрол  стабильности можно считать, что этот сигнал подаетс  посто нно.

Блок 14 контрол  предназначен дл  измерени  амплитуд калибровочных импульсов и их сравнени  с заданным значением. Если амплитуды наход тс  в заданных пределах, это означает, что и коэффициент преобразовани  регистратора лежит в заданных пределах.

Измер емые частицы, импульсы от которых совпадают во времени с инвертированными импульсами блока 13, вообще говор ,, могут оказывать определенное вли ние на результаты контрол , однако дл  нормальной работы регистратора , т.е. дл  того, чтобы обеспечить малость погрешностей за счет одновременного нахождени  в поле зрени  фотоприемного блока двух и более частиц,

(Utj, фиг. 2). Дл  уменьшени  вли ни  -Q необходимо выполнить условие: Ft 1 ,

краевых эффектов в каждом цикле сканировани  блок 13 формирует управл ющие импульсы, которые задают интервалы регистрации длительностью - (, , )фиг. 2), открывающие ключ 10. Если частица пролетает через центральную зону области сканировани  так, что соответствующие электрические импульсы попадают в интервалы регистрации,

где F - средн   частота пролета частиц через поле зрени ; t - врем  пролета частиц через неподвижный пучок (практически Ft 0,1). Но поскольку

55 --- 3 (дл  обеспечени  достаточно

узкой аппаратной функции в регистраторе со сканируемым световым пучком), то FT + 0,03.

где F - средн   частота пролета частиц через поле зрени ; t - врем  пролета частиц через неподвижный пучок (практически Ft 0,1). Но поскольку

--- 3 (дл  обеспечени  достаточно

узкой аппаратной функции в регистраторе со сканируемым световым пучком), то FT + 0,03.

Но средн   частота пролета частиц через граничные области сканировани  меньше частоты пролета частиц через всю область сканировани . При максимально допустимой концентрации частиц , даже если соответствующие им импульсы имеют ту же амплитуду, что и калибровочные импульсы, регистрируемый олоком 14 сигнал измен етс  не более чем на единицы процентов по сравнению со случаем очень малой концентрации частиц, что несущественно.

Положительный эффект состоит в том; что практически посто нный контроль стабильности коэффициента преобразовани  обеспечиваетс  независимо от уровн  фоновой засветки фотоприемного блока.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотоэлектрический регистратор взвешенных частиц, содержащий последовательно расположенные осветитель, дефлектор с блоком управлени , фокусиру/J

   J

   ющий объектив и фотопрмемный блок, соединенный через электронный ключ с анализирующим блоком, блок задани  ин- тервалов регистрации, подключенный к управл ющему входу ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности измерений за счет посто нства контрол  стабильности коэффициента преобразовани , регистратор дополнительно содержит иглу, установленную в пределах пол  зрени  фотоприемцого блока на рассто нии от оси фокусирующего объектива, не мень5 шем рассто нии светового пучка от

   указанной оси в момент, времени, соответствующий концу интервала регистрации , и не большем амплитуды сканировани  пучка, а также второй электронный ключ и блок контрол , последовательно подключенные к фотоприемному блоку, причем управл ющий вход второго ключа соединен с инвертированным выходом блока задани  интервалов регистрации .

   Фиг.

   Фиг. 2