Проектирование устройства для измерения форм и размеров микрочастиц

Метлов Павел Олегович

Описание

Рассмотрены вопросы построения измерителя размеров микрочастиц, содержащего полупроводниковый лазерный модуль, коллимирующую линзу, микроскоп, содержащий микрообъектив и микроокуляр, кювету, видеокамеру.

Постановка проблемы

В настоящее время одной из серьезных экологических проблем является опустынивание, на которую оказывает влияние ветровая эрозия почв и перенос песка. Явление сальтации, при котором под действием ветра происходит поднятие частиц песка и почвы, играет важную роль в этом процессе. Изучение распределения сальтирующих песчинок по размерам производилось с помощью оптико-электронных счетчиков частиц, работа которых основана на измерении интенсивности рассеянного на песчинках света. Однако такие счетчики не позволяют определить форму частиц, что весьма важно для изучения процесса сальтации. В данной работе были намечены пути решения этой проблемы посредством использования проекционного метода измерениях. Данный вопрос актуален в области санитарно-гигиенических экспертиз, технологическом и производственном контроле размера частиц, а также в контроле воздушной и наземной среды в лабораторных и полевых условиях.

Предлагаемое решение

Разработан прибор, содержащий полупроводниковый лазерный модуль с длиной волны излучения 640 нм и мощностью 10 мВт, коллимирующую линзу, кювету.

Для увеличения размера частиц используется оптическая схема микроскопа. Регистрация процесса пролета частиц измерительной области производится видеокамерой с последующей передачей на компьютер для обработки.

Для определения размеров микрочастиц используется разработанное программное обеспечение. Так же создана конструкция прибора и проведены экспериментальные исследования с различными образцами микрочастиц, а также с регистрированием частиц в водной и воздушной среде. Эксперименты показали, что прибор может измерять размеры частиц в диапазоне от 10 до 1000 мкм. Таким образом, предложенный прибор имеет малые габариты, прост в эксплуатации, имеет большой диапазон регистрации микрочастиц и может найти применение в различных областях контроля воздушной и наземной среды.

Список литературы

1. «Оптика», монография Г.С.Ландсберга М. 1957 г.

2. «Лазерная корреляционная спектроскопия в медицине», изд. «Друк», монография Ю.И.Бажара, Л.А.Носкина, Одесса, 2002 г.

3. Байков И.С., Безотосный В.В. Прикл. физ. - 1995, N 2, с. 3-35. Зарубежн. электрон, техн. - 1995