SU486251A1 - Aerosol detector - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к приборам контрол  и регулировани  получени  чистых и сверхчистых продуктов в аэрозольном состо нии , дл  контрол  запыленности воздуха производственных (помещений и может «айти применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, р адиотехни.ческой, электротехнической, электронной, приборостроительной и горнодобывающей пром-ышлениост х .The invention relates to instruments for monitoring and controlling the production of clean and superpure products in an aerosol state, for controlling the dustiness of industrial air (premises) and can be used in chemical, petrochemical, oil refining, radio engineering, electrical, electronic, instrument-making and mining industrial Artificial X

Известен детектор аэрозолей, содержащий корпус, включающий в себ  световод с источником излучени  и оптической системой, рабочую камеру, гаситель излучени  и гнездо фотопри«мника с рабочим экраном.An aerosol detector is known, comprising a housing including a light guide with a radiation source and an optical system, a working chamber, a radiation absorber and a photodiode socket with a working screen.

Однако известный прибор имеет малую чувствительность измерений.However, the known device has a low measurement sensitivity.

С целью повыщени  чувствительности измерений в предлагаемом детектор е аэрозолей корпус выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внутренней поверхностью , а световод с источником излучени  и оптической системой, рабоча  камера в гнезде фотоприемника размещены в эллипсоидном корпусе соосно его большой оси симметрии , причем рабоча  камера выполнена с центром в одном из фокусов эллипсоидното корпуса в виде сферического элемента, ограниченного прозрачной поверхностью, а гаситель излучени  выполнен коническим и установлен внутри рабочей камеры в положении, преп тствующем пр мому воздействию излучени  на экран фотоприемника, раз.мещенного перПендикул рно большой оси симметрии корпуса между его фокусами.In order to increase the sensitivity of the measurements in the proposed aerosol detector, the housing is made in the form of a truncated ellipsoid with a reflective inner surface, and a light guide with a radiation source and optical system, the working chamber in the photodetector socket is placed in an ellipsoid housing coaxially with its major axis of symmetry, and the working chamber is made with the center in one of the foci of the ellipsoid body in the form of a spherical element bounded by a transparent surface, and the radiation absorber is made conical and mounted inside the working chamber in a position that prevents the direct influence of radiation on the screen of the photodetector, located perpendicular to the large axis of symmetry of the body between its foci.

На чертеже схематически изображен предлагаемый детектор аэрозолей.The drawing shows schematically the proposed aerosol detector.

Корпус 1 детектора выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внутренней поверхностью. Внутри корлуса размещена рабоча  -камера 2, центр которой совпадает с фокусом 3 эллипсоида. Рабоча  камера сообщаетс  с каналами ввода 4 и вы-вода 5 анализируемого аэрозол , установленными перпендикул р .но к большой оси эллипсоида. Вдоль большой оси эллипсоида к камере подведен источник света б с оптикой 7 и конусный гаситель излучени  8, выполненный из светопоглощающего материала. Сечение эллипсоида образовано пересечением образующей 9 с проекцией тени гасител  излучени  8 от центра рабочей камеры (фокус 3 эллипсоида ), в которой фокусируютс  лучи от источника света 6. В сечение эллипсоида вписана рабоча  поверхность фотоприемника 10. Фотолрием.ник подбираетс  такого размера, чтобы его рабоча  поверхность полностью вписывалась в сечение эллипсоида, причем в такое сечение, которое смещено па 1екоторое рассто ние от второго фокуса 11 эллипсоидаThe housing 1 of the detector is made in the form of a truncated ellipsoid with a reflective inner surface. Inside the corulus there is a working camera 2, the center of which coincides with the focus 3 of the ellipsoid. The working chamber communicates with the input channels 4 and the output 5 of the analyzed aerosol, installed perpendicularly to the major axis of the ellipsoid. Along the major axis of the ellipsoid, a light source b with optics 7 and a cone radiation absorber 8 made of a light absorbing material are brought to the camera. The cross section of the ellipsoid is formed by the intersection of generatrix 9 with the projection of the radiation suppressor shadow 8 from the center of the working chamber (focus 3 ellipsoid) in which the rays from the light source 6 are focused. The working surface of the photodetector 10 is inscribed in the cross section of the ellipsoid. the surface completely fits into the cross section of the ellipsoid, and moreover into a cross section that is offset by a certain distance from the second focus 11 of the ellipsoid

в сторону первого фокуса 3. Это смещение необходимо дл  , чтобы рассе нный свет от освещенного аэрозол  равномерно раснредел лс  по поверхности фотонриемника. Этим исключаетс  вли ние .неравномерности чувстБительности фотоп.риемника по рабочей поверхности . Рабоча  камера 2 выполнена в виде щара и необходима дл  того, чтобы рассе нный аэрозолью свет в фокусе 3 свободно проходил границу воздух - прозрачна  дл  света среда под углом в 90°. Рабоча  камера вписываетс  в конус, образованный лучами 12, исход щими из второго фокуса 11 эллипсоида касательно кромок гасител  излучени  8 до пересечени  с образующей поверх-ностью 9. Оптическа  система 7 вписана в рабочую камеру 2 по линии сечени , образованной пересечением образующих 13 с камерой 2. Канал ввода 4 анализируемого аэрозол  содержит капилл р 14 с заборным устройством 15 и корпус воздуховода 16 с линией очищенного фильтром 17 воздуха. Соосно с каналом 4 расположен выводной канал 5. В центр рабочей камеры 2 с помощью оптической системы 7 спроецирован пр моугольного сеч,ени  луч 18, поглощающийс  гасителем излучени  8. Фотоприемник 10 соединен с усилителем 19, а последний - с сигнализатором 20. Питание электрических узлов осуществл етс  от блока 21. На образующую внещнюю поверхность эллипсоида наноситс  отражающее покрытие 22. Вывод 5 тодсоедин етс  к побудителю расхода (на чертеже не показан ).towards the first focus 3. This offset is necessary so that the scattered light from the illuminated aerosol is uniformly distributed over the surface of the photon receiver. This eliminates the influence of the unevenness of sensitivity of the photographic receiver over the working surface. The working chamber 2 is made in the form of a spike and is necessary so that the light scattered by the aerosol in the focus 3 freely passes the air-transparent medium to the light at an angle of 90 °. The working chamber fits into the cone formed by the beams 12 emanating from the second focus 11 of the ellipsoid regarding the edges of the radiation suppressor 8 to intersect with the generatrix 9. The optical system 7 is inscribed into the working chamber 2 along the section line formed by the intersection of the 13 forming with the camera 2 The input channel 4 of the analyzed aerosol contains a capillary 14 with a suction device 15 and an air duct body 16 with a line of air cleaned by filter 17. Exhaust channel 5 is coaxial with channel 4. A rectangular section is projected into the center of working chamber 2 by means of the optical system 7, a beam 18 absorbing by radiation absorber 8. Photodetector 10 is connected to amplifier 19, and the latter is connected to a signaling device 20. Power supply for electrical components is carried out from block 21. A reflective coating 22 is applied to the ellipsoid forming the outer surface. Conclusion 5 is connected to the flow driver (not shown).

Детектор аэрозолей работает следующим образом.The aerosol detector works as follows.

При подаче питани  на побудитель расхода , последний начинает высасывать воздух из вывода 5. Одновременно подаетс  питание на усилитель 19, сигнализатор 20 и источник света 6. Побудитель расхода, создава  разрежение в рабочей камере 2, заставл ет работать заборное устройство 15 и фильтр 17. Аэрозоли, пройд  заборное устройство 15 и капилЛ|Яр 14, пересекают световой луч 18 в фокусе 3. Одновременно воздух с аэрозол ми поступает на вход фильтра 17, где очищаетс  от аэрозолей и, пройд  фильтр 17, образует вокруг потока воздуха с аэрозол ми, выход щего из капилл ра 14, воздушную рубащку , котора  не позвол ет рассеиватьс  потоку с аэрозол ми вплоть до входа в выходной капал 5.When power is supplied to the flow booster, the latter begins to suck the air from the output 5. Simultaneously, power is supplied to the amplifier 19, the warning lamp 20 and the light source 6. The consumption booster, creating a vacuum in the working chamber 2, causes the intake device 15 and the filter 17 to work. Aerosols After passing through the intake device 15 and the capillary | Yar 14, they intersect the light beam 18 in the focus 3. At the same time, the air with aerosols enters the inlet of the filter 17, where it is cleared of aerosols and, after passing through the filter 17, forms around the air stream with aerosols from to Aperture 14, an air scraper that does not allow dispersion of the flow with aerosols up to the entrance to the outlet drip 5.

Источник света 6 с помощью оптической системы 7 формирует пр моугольный луч The light source 6 by means of the optical system 7 forms a rectangular beam.

света с осью симметрии в фокусе 3. Далее луч попадает в гаситель излучени  8 и там затухает. Аэрозоль, проход  луч 18 в фокусе 3, создает рассе нный поток, который рассеиваетс  во все направлени  по величине согласно положению Тиндал  пропорционален поверхности аэрозол . Рассе нный свет, пройд  рабочую камеру 2, поступает в корпус эллипсоида . Отража сь от зеркальной внутренней поверхности корпуса, лучи рассе нного света стрем тс  попасть -в фокус 11. Но так как рабоча  повер хность фотоприемника 10 смещена на некоторое рассто ние от фокуса 11 в сторону фокуса 3, то вс  поверхность фотоприемнижа будет освещена равномерно. Равномерное распределение полезного светового сигнала по поверхности фотоприемника необходимо дл  исключени  зонной чувствительности фотосло  (например, фотокатода ФЭУ). Сигнал с выхода фотоприемника 10, пропорциональный площади поверхности аэрозол , т. е. квадрату среднего радиуса аэрозол , поступает на усилитель 19. С усилител  19 сигнал поступает на сигнализатор 20 (амплитудный анализатор и регистратор), с помощью которого можно нолучить информацию как о количестве аэрозолей в единице объема, так и о раснределении по спектру.light with an axis of symmetry in focus 3. Next, the beam enters the radiation absorber 8 and there attenuates. The aerosol, the passage of beam 18 at focus 3, creates a diffuse flow that is scattered in all directions in magnitude according to the position. Tyndall is proportional to the surface of the aerosol. The diffused light, having passed the working chamber 2, enters the ellipsoid body. Reflected from the mirror-like inner surface of the housing, the rays of scattered light tend to get into focus 11. But since the working surface of the photodetector 10 is shifted by some distance from focus 11 towards focus 3, the entire surface of the photoreceiver will be lit evenly. Uniform distribution of the useful light signal over the surface of the photodetector is necessary to eliminate the zone sensitivity of the photocell (for example, photocathode of the photomultiplier). The signal from the output of the photodetector 10, proportional to the surface area of the aerosol, i.e. the square of the average radius of the aerosol, goes to the amplifier 19. With the amplifier 19, the signal goes to the signaling device 20 (amplitude analyzer and recorder), with which you can get information as the number of aerosols in unit volume and on the distribution of the spectrum.

Предмет изобретени Subject invention

Детектор аэрозолей, содержащий корпус, включающий в себ  световод с источником излучени  и оптической системой, рабочую камеру, гаситель излучени  и гнездо фотоприемника с рабочим экраном, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительности измерений, корпус выполнен в виде усеченного эллипсоида с отражающей внуггренней поверхностью, а световод с источником излучени  и оптической системой, рабоча  камера в гнезде фотопр.иемника размещены в эллипсоидном корпусе соосно его больщой оси симметрии, причем рабоча  камера выполнена с центром в одном из фокусов эллипсоидного корпуса в виде сферического элемента, ограпиченного прозрачной поверхностью , а гаситель излучени  выполнен коническим и установлен внутри рабочей камеры в положении, преп тствующем пр мому воздействию излучени  на экран фотоприемника, размещенного перпендикул рно больщой оси симметрии корпуса между его фокусами.An aerosol detector comprising a housing including a light guide with a radiation source and an optical system, a working chamber, a radiation dampener and a photodetector jack with a working screen, characterized in that the housing is designed as a truncated ellipsoid with a reflective inside surface , and a light guide with a radiation source and an optical system, the working chamber in the nest of a photoprismic detector is placed in an ellipsoid body coaxially with its large axis of symmetry, and the working chamber is made centered at one focus of an ellipsoidal body in the form of a spherical element ograpichennogo transparent surface, and the absorber of radiation is conical and is mounted within the working chamber at a position prevents favoring forward exposed radiation on the screen photodetector disposed perpendicularly bolschoy axis of symmetry of the housing between its foci.

10ten