SU741107A1 - Device for measuring dimensions and concentration of particles - Google Patents
Device for measuring dimensions and concentration of particles Download PDFInfo
- Publication number
- SU741107A1 SU741107A1 SU782592566A SU2592566A SU741107A1 SU 741107 A1 SU741107 A1 SU 741107A1 SU 782592566 A SU782592566 A SU 782592566A SU 2592566 A SU2592566 A SU 2592566A SU 741107 A1 SU741107 A1 SU 741107A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- particles
- light
- particle
- focus
- lens
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности, к устройствам для определения размеров и концентрации частиц>взвешенных в струе жидкости или газа и может быть использовано, например в океанологии при изучении взвешенного дисперсного материала и донных осадков, содержащихся в морской воде.The invention relates to the field of studying the physical properties of a substance, in particular, to devices for determining particle size and concentration> suspended in a stream of liquid or gas and can be used, for example, in oceanology in the study of suspended particulate matter and bottom sediments contained in sea water.
Известно устройство для обнаружения и счета частиц,находящихся в струе жидкости или газа, основанное на измерении рассеянного частицей узкоколйймированного пучка света (ИA device for detecting and counting particles in a stream of liquid or gas, based on the measurement of a narrow-collimated beam of light scattered by a particle (I
В этом устройстве приемная оптическая система улавливает и направляет· на фотоприемнйк только небольшую часть рассеянного частицей света 20 из одного или нескольких фиксированных телесных углов. Поэтому это устройство .применимо лишь для измерения частиц одинаковой формы и показателя преломления, селективно рас-25 свивающих свет в определенные угловые интервалы.In this device, the receiving optical system captures and directs · to the photodetector only a small part of the light scattered by the particle 20 from one or more fixed solid angles. Therefore, this device is applicable only for measuring particles of the same shape and refractive index, selectively distributing light at certain angular intervals.
Наиболее близким к данному устрой-ству по технической сущности является спектрометр для 'определения раз-эд меров частиц, содержащий систему для формирования струи жидкости с частицами, подлежащими измерению, источник и приемник излучения, световую ловушку, систему для фокусировки пучка света на анализируемую частицу и камеру для сбора рассеянного частицей света, выполненную в виде диффузно рассеивающей сферической поверхности (сферы Ульбрихта) (2].The closest to this device in technical essence is a spectrometer for determining particle size, containing a system for forming a liquid jet with particles to be measured, a radiation source and receiver, a light trap, a system for focusing a light beam on an analyzed particle, and a chamber for collecting the light scattered by the particle, made in the form of a diffusely scattering spherical surface (Ulbricht sphere) (2].
Недостатком этого устройства является то, что в нем для исключения влияния технологических отверстий при многократный отражениях внутри сферической камеры,’необходимо выбирать очень малой приемную апертуру фотоприемника. Вследствие этого, на фотоприемник попадает значительно меньшее количество света, чем рассеянное частицей внутри сферы,что ведет к существенному уменьшению отношения сигнала к шуму, а значит, к ограничению возможности обнаружения частиц малых размеров.The disadvantage of this device is that in it to exclude the influence of technological holes during multiple reflections inside a spherical camera, one needs to choose a very small receiving aperture of the photodetector. As a result of this, a much smaller amount of light enters the photodetector than that scattered by a particle inside the sphere, which leads to a significant decrease in the signal-to-noise ratio, and therefore, to a limited ability to detect small particles.
Цель изобретения - повышение чувствительности устройства к частицам малых размеров и повышение точности .The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device to small particles and increase accuracy.
определения концентрации взвеси.determination of suspension concentration.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве камера выполнена в виде параболического зеркального отражателя, закрытого линзовым конденсатором, передний фокус которого совпадает с фокусом параболического отражателя, через который проходит траектория движения измеряемых частиц, а задний фокус конденсора находится в плоскости диафрагмы, за которой установлен фотоприемник, соединенный с электронным блоком обработки сигналов.This goal is achieved by the fact that in the device the camera is made in the form of a parabolic specular reflector closed by a lens capacitor, the front focus of which coincides with the focus of the parabolic reflector through which the trajectory of the measured particles passes, and the back focus of the condenser is in the plane of the diaphragm behind which the photodetector is mounted connected to the electronic signal processing unit.
На фиг,1 представлена схема устройства; на фиг.2 - разрез А—А на фиг,1;In Fig, 1 presents a diagram of a device; figure 2 - section a — a in figure 1;
Устройство содержит источник 1 непрерывного излучения, например, лазер, выдающий коллимированный пучок света .2, объектив 3 для фокусировки света, камеру 4 с отражающей параболической поверхностью 5,через фокус которой проходит траектория движения б, световую ловушку 7 для поглощения прямого нерассеянного света, систему 8 подачи частиц внутрь камеры, представляющую собой тонкие суживающийся трубки, вставленные одна в · другую, линзовый конденсатор 9, диафрагму 10, фотоприемник 11 (ФЭУ), блок обработки сигнала 12, включающий согласующую схему, многоканальный амплитудный анализатор и счетчик импульсов.The device contains a source of continuous radiation 1, for example, a laser emitting a collimated beam of light .2, a lens 3 for focusing light, a camera 4 with a reflective parabolic surface 5, through whose focus a trajectory of motion b passes, a light trap 7 for absorbing direct non-scattered light, a system 8 of the particle supply inside the chamber, which is a thin tapering tube inserted one into the other, a lens capacitor 9, an aperture 10, a photodetector 11 (PMT), a signal processing unit 12, including a matching circuit, gokanalny amplitude analyzer and pulse counter.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Анализируемая жидкость (газ) с частицами, которые надлежит измерить и подсчитать, подается в камеру 4' с помощью системы 8 подачи частиц. При этом по внешней трубке поступает жидкость или газ, свободный от частиц, а по внутренней трубке прохо. дит жидкость (газ), содержащая частицы. На выходе трубок под действием гидродинамических сил формируется очень тонкая струя, внутри которой движутся частицы. Эта струя пересекает сфокусированный объективом 3 пучок света 2 от источ'ника 1. Точка пересечения траектории движения частиц в струе находится в фокусе отражающей параболической поверхности 5. Когда измеренная частица 6 попадает в сфокусированный луч 2, она рассеивает свет в,, полный телесный угол 4 π . Часть рассеянного частицей света непосредственно падает на линзовый конденсор 9, а другая часть попадает на него, отразившись от зеркальной поверхности 5. Конденсор направляет свет через отверстие диафрагма 10 на фотоприемнйк (фотоэлектронный умножитель) 11, на фотокатоде которого собирается практически весь свет, рассеянный единичной частицей, в полном телесном угле, за исключением прямого пучка. Фотоприемник преобразует световые вспышки от про-.The analyzed liquid (gas) with particles to be measured and counted is supplied to the chamber 4 'using the particle supply system 8. In this case, a liquid or gas free of particles enters through the outer tube, and passes through the inner tube. a liquid (gas) containing particles is produced. At the outlet of the tubes under the action of hydrodynamic forces, a very thin jet is formed, inside which particles move. This jet crosses the beam of light 2 focused by the lens 3 from the source 1. The point of intersection of the particle motion path in the jet is in the focus of the reflecting parabolic surface 5. When the measured particle 6 enters the focused beam 2, it scatters the light at a full solid angle 4 π. Part of the light scattered by the particle directly falls on the lens condenser 9, and the other part falls on it, reflected from the mirror surface 5. The capacitor directs the light through the opening of the diaphragm 10 to the photodetector (photoelectronic multiplier) 11, on the photocathode of which almost all the light scattered by a single particle is collected , in full solid angle, except for a direct beam. The photodetector converts light flashes from pro.
летающих частиц в электрические импульсы, которые поступают в электронный блок обработки сигнала 12, где осуществляется счет общего количества импульсов и распределение их по амплитуде. Так как амплитуда электрического импульса пропорциональна площади сечения частицы, то устройство предварительно калибруют, используя для этого частицы с известными размерами и формой.flying particles into electrical pulses that enter the electronic signal processing unit 12, where the total number of pulses is counted and their amplitude distribution. Since the amplitude of the electric pulse is proportional to the cross-sectional area of the particle, the device is pre-calibrated using particles of known size and shape.
Концентрация частиц, содержащаяся в исследуемой среде, находится делением общего числа зарегистрированных импульсов на количество жидкости (газа), прошедшей через камеру.. ·The concentration of particles contained in the test medium is found by dividing the total number of detected pulses by the amount of liquid (gas) passing through the chamber .. ·
Расчеты показывают, что в данном устройстве на фотоприемник поступает на порядок большее количество света, рассеянное частицей, чем в сферической камере Ульбрихта с внутренней поверхностью из диффузно рассеивающего материала. Это дает возможность увеличить отношение полезного сигнала к шуму, а значит, повысить чувствительность устройства к свету, рассеянному малыми частицами.Calculations show that in this device, the photodetector receives an order of magnitude more light scattered by the particle than in a Ulbricht spherical chamber with an inner surface of diffusely scattering material. This makes it possible to increase the ratio of the useful signal to noise, and therefore, to increase the sensitivity of the device to light scattered by small particles.
Использование устройства для анализа искусственных и естественных дисперсных сред позволяет измерить и .подсчитать частицы с размером до 0,1 mkmj независимо от их формы и оптических свойств, что существенно расширяет измеряемый спектр размеров частиц и, тем самым, повышает точность определения концентрации взвеси в целого.The use of a device for the analysis of artificial and natural dispersed media makes it possible to measure and count particles with a size of up to 0.1 mkmj, regardless of their shape and optical properties, which significantly expands the measured spectrum of particle sizes and, thereby, increases the accuracy of determining the concentration of the suspension as a whole.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782592566A SU741107A1 (en) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Device for measuring dimensions and concentration of particles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782592566A SU741107A1 (en) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Device for measuring dimensions and concentration of particles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU741107A1 true SU741107A1 (en) | 1980-06-15 |
Family
ID=20754424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782592566A SU741107A1 (en) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Device for measuring dimensions and concentration of particles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU741107A1 (en) |
-
1978
- 1978-03-21 SU SU782592566A patent/SU741107A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5841534A (en) | Apparatus for determining the density, size or size distribution of particles | |
US5043591A (en) | Portable particle analysers having plural detectors | |
US5471299A (en) | Apparatus and method for the analysis of particle characteristics using monotonically scattered light | |
JP2862253B2 (en) | Particle asymmetry analyzer | |
US4273443A (en) | Method and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems | |
US3873204A (en) | Optical extinction photoanalysis apparatus for small particles | |
US4140395A (en) | Electro-optical method and system for in situ measurements of particle size and distribution | |
EP0029662B1 (en) | Automated method for cell volume determination | |
US3462608A (en) | Method and apparatus for detecting suspended particles | |
US6252658B1 (en) | Particle size distribution measuring apparatus | |
US3761187A (en) | Flow-through chamber for photometers to measure and count particles in a dispersion medium | |
US3797937A (en) | System for making particle measurements | |
US4245910A (en) | Apparatus for detecting particles suspended in a gas | |
US20110310386A1 (en) | Method and system for analysing solid particles in a medium | |
SU1260778A1 (en) | Device for fluorescent analysis of individual microparticles in flow | |
US5033851A (en) | Light scattering method and apparatus for detecting particles in liquid sample | |
JPS61271438A (en) | Method and apparatus for measuring floating fine particle | |
US4375334A (en) | Nephelometer | |
KR950014849A (en) | Photometric detectors scattered by thin films of colloidal media | |
SU741107A1 (en) | Device for measuring dimensions and concentration of particles | |
US3504183A (en) | Particle counter using a variable test volume | |
US4343551A (en) | Apparatus for counting and classifying particles | |
GB2193570A (en) | Analyser for airborne particles | |
US6104490A (en) | Multiple pathlength sensor for determining small particle size distribution in high particle concentrations | |
GB2041516A (en) | Methods and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems |