АНАЛИЗАТОР СОСТАВА ЧАСТИЦ

Предполагаемая полезная модель относится к области приборостроения, более конкретно к устройствам для определения количества механических примесей в промышленных жидкостях (воде, жидких топливах, маслах, охлаждающих жидкостях и т.д.), а также для определения размеров частиц механических примесей.
Известно устройство для экспресс-анализа промышленной чистоты жидкостей /Патент РФ №2356028, G01N 15/02, G01N 15/06, 2009 г./, состоящее из источника излучения, рабочего объема протекания струи жидкости, фотоприемного устройства, включающего в себя фотодиод, микроконтроллера.
Известен прибор для измерения механических примесей в нефтепродуктах /Бихмухаметов К.А., Селятицкий В.Г. «Прибор для измерения механических примесей в нефтепродуктах». http//, содержащий оптический датчик, включающий в себя измерительную кювету, оптические линзы, светоизлучающий диод, и два фотоприемника - рассеянного и проходящего излучения, причем приемник рассеянного излучения стоит примерно под 90° к зондирующему излучению.
Недостатками прибора являются: - зависимость показаний прибора от гранулометрического состава примесей.
Известно устройство для определения концентрации и размеров частиц в жидкостях /Авт. св. СССР №1376006, G01N 15/14, 1988 г./, содержащее последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую оптическую систему, сопло, формирующее поток жидкости, перпендикулярный оптической оси и фокусирующей оптической системе, объектив для сбора рассеянного излучения, измерительный приемный канал и управляющий приемный канал, аналогичный измерительному приемному каналу, схему сравнения, входы которой связаны с выходами приемных каналов.
Известен рентгенорадиометрический анализатор состава вещества /Патент РФ №2281481 G01N 23/223, 2006 г./, включающий в себя измерительную камеру с источником рентгеновского излучения, коллиматор, детектор, амплитудный анализатор и регистрирующее устройство, измерительная камера имеет клиновидную форму, телескопический коллиматор снабжен цилиндрическим фильтром первичного излучения, а прободержатель имеет возможность изменять положение образца относительно излучателя и детектора.
Ближайшим аналогом является прибор ГРАН-152 /ТЕХНОПРИБОР. Приборы химического контроля. Каталог 2002, Москва, с.22/. Прибор состоит из источника излучения, измерительной кюветы, оптической системы и фотоприемника. Принцип действия этого прибора основан на измерении сигнала с выхода фотоприемника, возникающего при пересечении частицами зондирующего излучения, которое кратковременно экранируется. При этом на выходе фотоприемника вырабатываются импульсы в количестве, равном количеству частиц, а по амплитудам пропорциональны их размерам.
Недостатком прибора является ограничение динамического диапазона измерения размеров частиц в силу насыщения сигнала фотоприемного устройства при измерении частиц больших размеров
Задачей предполагаемой полезной модели является: создание устройства, позволяющего повысить экспрессность анализа и повысить точность позиционирования частицы.
Поставленная задача решается тем, что в анализаторе состава частиц, содержащем источник излучения, предметный столик, оптическую систему и фотоприемник, предметный столик выполнен в виде стакана, закрытого пластиной, по диаметру которой прорезана щель, а на пластину наложен и закреплен фильтр, типа «Владипор», причем предметный столик выполнен с возможностью перемещения вдоль щели, расположенной на пластине, анализатор снабжен блоком микроподачи пробы масла с заданной скоростью в камеру анализатора, и блоком управления, выполняющим функции управления подачей пробы масла, перемещением предметного столика, насосом, измерением температуры воздуха в камере анализатора и связан с ПК.
Схема анализатора показана на Фиг.1
Устройство содержит источник рентгеновского излучения 1, анализатор состава частиц 2, выполняющий спектрометрический анализ состава металлических частиц, находящихся в пробе масла, предметный столик 3, который выполнен в виде стакана, закрытого пластиной, по диаметру которой прорезана щель 4 шириной 100 мкм. На пластину кладется Фильтр «Владипор» 5 и закрепляется. Устройство также содержит блок микроподачи масла 6, капилляр 7, через который проба масла подается в зону облучения, блок микроподачи пробы масла 8, выполняющий функцию подачи пробы масла с заданной скоростью в камеру анализатора, блок перемещения предметного столика 9, выполняющий функцию удаления проанализированных частиц из облучаемой области и подготавливающий место для анализа следующих частиц, вакуумный насос 10 - создает необходимое разряжение внутри предметного столика, блок управления 11 управляет блоком подачи пробы масла, блоком перемещения предметного столика, насосом и измеряет температуру воздуха в камере анализатора, ПК 12 - персональный компьютер, необходимый для сбора и отображения данных, полученных анализатором, а также для управления всей системой; термодатчик 13, регулирующий температуру воздуха в камере анализатора 14. В камере анализатора находятся источник рентгеновского излучения 1, анализатор состава частиц 2 и предметный столик 3.
Устройство работает следующим образом:
Первоначально в блок микроподачи пробы масла 6 устанавливается шприц с пробой масла, подвижное основание предметного столика 3 находится в исходном положении - крайнее правое. С ПК 12 оператор включает вакуумный насос 10, подает команду запуска анализатора частиц 2 и команду запуска процесса анализа. После подготовки анализатора к измерению блок управления 8 запускает подачу пробы масла в зону рентгеновского облучения. Проба масла подается в зону облучения через капилляр 7 с внутренним диаметром 0,8 мм. По мере подачи пробы постоянно происходит анализ состава масла на наличие металлических частиц. Как только детектором анализатора 2 зарегистрирован сигнал от основы сплава, например, железа, с ПК в блок управления 8 посылается команда остановки подачи пробы, и в течение заданного времени происходит определение элементного состава частицы. По окончанию процедуры определения состава частицы ПК отправляет команду блоку управления 8 на продолжение подачи пробы масла. Перед тем как подавать следующую порцию масла блок управления 8 с помощью блока перемещения 9 предметного столика сдвигает на небольшую величину, около 200 мкм, предметный столик 3 анализатора, тем самым убирая проанализированную частицу из области попадания рентгеновского луча, и запускает подачу пробы масла. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет проанализирован весь объем пробы масла. По окончании процесса анализа пробы масла блок управления 11 переводит исполнительные механизмы блока подачи пробы масла 8 и блока перемещения предметного столика 9 в исходное положение. В течение работы анализатора постоянно контролируется температура воздуха внутри камеры анализатора.
Перемещение предметного столика 3 при измерении состава частиц может осуществляться только в одном направлении - вдоль линии справа налево. Это означает, что анализируемые металлические частицы должны располагаться строго в линию. В предлагаемой конструкции проба масла подается на фильтр, типа «Владипор» 5, который расположен на предметном столике. Первые же опыты показали, что в случае отсутствия вакуумного насоса капля масла растекается по поверхности фильтра, частицы увлекаются маслом и хаотично располагаются по поверхности фильтра. В этом случае, при подаче пробы масла с включенным вакуумным насосом, каждая металлическая частица попадает в зону рентгеновского облучения, после чего автоматически происходит процесс измерения состава частиц
Предлагаемое устройство позволяет повысить экспрессность анализа и повысить точность позиционирования частицы.