Спосіб визначення концентрації та розмірів мікрочасток в високочистому дисперсному середовищі
Номер патенту: 18482
Опубліковано: 25.12.1997
Автори: Лук'янець Володимир Михайлович, Гетьман Василь Богданович, Білий Олександр Іванович, Кучер Богдан-Григорій Гнатович
Формула / Реферат
Способ определения концентрации и размеров микрочастиц в высокочистой дисперсной среде, заключающийся в регистрации импульсов света, рассеянного отдельными микрочастицами, пересекающими освещенный счетный объем, в котором осуществляется сканирование в направлении перпендикулярном направлению движения микрочастиц, отличающийся тем, что производится остановка сканирования на время превышения сигналом, соответствующим интенсивности рассеянного света от элемента счетного объема, порогового уровня.
Текст
Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам для измерения концентрации и размеров негомогенных примесей в высокочистых средах, и может быть использовано в электронной, медицинской и химической промышленности для определения степени очистки. Известен способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц [1]. В этом способе освещение частиц производят пучком света, сканируемым в плоскости, перпендикулярной направлению движения частиц, импульсы от рассеянного отдельными частицами света формируют в пачки, выделяют их огибающие, по которым судят о размерах и концентрации частиц. В данном способе производится освещение отдельной частицы на время, составляющее лишь малую часть общего времени нахождения частицы в счетном объеме. В результате, уменьшается энергия сигнала от отдельной микрочастицы. Поэтому, для получения сигнала, позволяющего с достаточной точностью определить размер микрочастицы, необходимо уменьшать скорость прохождения среды, через счетный объем по сравнению со способом регистрации без сканирования. При увеличении скорости прохождения увеличиваются флуктуации сигнала и, в результате, ухудшается чувствительность по размерам. Таким образом, известный способ не позволяет увеличивать количество среды, прошедшей через счетный объем за время замера без ухудшения нижнего предела размеров регистрируемых частиц. Это приводит к увеличению статистических погрешностей измерений концентрации в высокочистых средах. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений концентрации и снижение размеров регистрируемых частиц в высокочистой среде. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения концентрации и размеров микрочастиц в высокочистой дисперсной среде, заключающемся в регистрации импульсов света рассеянного отдельными микрочастицами, пересекающими освещенный счетный объем, в котором осуществляется сканирование в направлении, перпендикулярном направлению движения микрочастиц, производится остановка сканирования на время превышения сигналом, соответствующим интенсивности рассеянного света от элемента счетного объема, порогового уровня. По предлагаемому способу производится сканирование освещенного счетного объема в потоке исследуемой среды таким образом, что в текущий момент времени регистрируется свет, рассеянный только в элементе счетного объема, что позволяет уменьшить уровень шумов на выходе фотоприемника, обусловленных молекулярным рассеянием исследуемой жидкости, При наличии только шумов сканирование производится непрерывно. При попадании микрочастицы, которая движется вместе с потоком исследуемой среды, в определенный элемент счетного объема, величина сигнала на выходе фотоприемника возрастает и превысит пороговый уровень шумов. С этого момента сканирование прекращается, и в течении времени пребывания микрочастицы в счетном объеме сигналы рассеянного света поступают от участка объема в котором она находится. После того как микрочастица покинет счетный объем, о чем свидетельствует снижение интенсивности рассеянного света ниже порогового уровня, сканирование продолжается снова до тех пор, пока в счетный объем не попадает следующая частица. Период сканирования выбирается много меньше времени пролета микрочастицей счетного объема. Для проведения измерений в высокочистых средах необходимо проанализировать относительно большой объем среды для получения числа частиц, при котором статистические погрешности не превышают требуемый уровень. Для увеличения количества анализируемой среды необходимо увеличивать счетный объем. В прототипе и аналогичных известных способах увеличение сканируемого объема приводит к увеличению скважности регистрируемого сигнала, поскольку увеличивается число элементов сканирования и, следовательно, к уменьшению анергии сигнала от частицы, а значит и к увеличению нижнего предела измеряемых размеров микрочастиц. В предлагаемом способе энергия сигнала от частицы практически не изменяется при увеличении числа элементов сканирования, поскольку сканирование останавливается на элементе объема в котором находится частица, что позволяет регистрировать частицы меньшего размера. Способ позволяет увеличить счетный объем до величины, ограниченной допустимой вероятностью одновременного нахождения в нем двух и более частиц. Поскольку, в высокочистых средах, концентрация микрочастиц составляет десятки штук на кубический сантиметр, то предлагаемый способ позволяет многократно увеличить счетный объем по сравнению с известными способами, и, следовательно, уменьшить статистические погрешности измерения концентрации микрочастиц. На чертеже (фиг.) представлен примерный вид сигнала на выходе фотоприемника в момент пересечения микрочастицей счетного. объема при проведении измерений согласно способу, изложенному в прототипе (а) и согласно предлагаемому изобретению (б). Из чертежа видно, что в первом случае о наличии частицы в счетном объеме свидетельствуе т несколько импульсов, которые не дают точной и полной информации о характере и амплитуде сигнала, соответствующего интенсивности света, рассеянного микрочастицей. Во втором случае весь сигнал от частицы поступает на дальнейшую обработку, что позволяет определять более точно и размер микрочастицы. Таким образом, применение изобретения позволяет увеличить точность измерения концентрации микрочастиц в сверхчисты х дисперсных средах и уменьшить минимальный размер регистрируемых частиц.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for determination of concentration and dimensions of micro-particles in high-frequency disperse medium
Автори англійськоюBilyi Oleksandr Ivanovych, Hetman Vasyl Bohdanovych, Kusher Bohdan-Hryhorii Hnatovych, Lukianets Volodymyr Mykhailovych
Назва патенту російськоюСпособ определения концентрации и размеров микрочастиц в высокочастотной дисперсной среде
Автори російськоюБелый Александр Иванович, Гетьман Василий Богданович, Кучер Богдан-Григорий Игнатович, Лукьянец Владимир Михайлович
МПК / Мітки
МПК: G01N 15/02
Мітки: розмірів, високочистому, концентрації, визначення, мікрочасток, середовищі, дисперсному, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-18482-sposib-viznachennya-koncentraci-ta-rozmiriv-mikrochastok-v-visokochistomu-dispersnomu-seredovishhi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення концентрації та розмірів мікрочасток в високочистому дисперсному середовищі</a>
Попередній патент: Переносна машина для контактного точкового зварювання
Наступний патент: Пристрій для вимірювання витрати газу
Випадковий патент: Спосіб оцінки порушень метаболізму есенціальних жирних кислот ліпідів слини у підлітків