Основные критерии выбора параметров пучка зондирующего излучения при определении характеристик потоков частиц по сигналам отклика измерительной системы

Кузнецов Александр Александрович
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель: Соколов Владимир Константинович, к.т.н.

Оптические приборы, использующие в качестве источника излучения лазер, наибо-лее часто применяются для изучения характеристик выбросов в атмосферу. Изучение изменения характеристик световых пучков (интегральная интенсивность, изменение радиального распределения интенсивности в сечении луча, степень деполяризации, расходимость пучка, рассеяние излучения в нормальном к оси направлении) позволяет оценить такие параметры протекающих в измерительном створе процессов, как средняя скорость массопереноса в объеме, формирование стационарного вида функции распре-деления по размерам частиц дисперсной фазы, установление предельной концентрации аэрозолей.

Основным источником систематических ошибок измерений при оптической диаг-ностике газопылевых потоков является перекрытие входа системы обработки инфор-мации на длительность поступающих сигналов, уменьшающее время эффективной ра-боты системы и снижающее точность измерений таких параметров как концентрация, скорость и размеры изучаемых частиц. Рассматривалось и численно моделировалось прямое влияние на величину промежутка мертвого времени регистрирующей аппара-туры концентрации частиц, их размеров и косвенное - скорости и изменения функции распределения частиц по размерам при сохранении постоянным их среднего значения. Установлен характер изменения величины ошибки измерений, присущей методике при любой её конструктивной реализации, определены граничные значения измеряемых параметров при заданных значениях характеристик зондирующего излучения. Пред-ложен общий вид поправочных коэффициентов, компенсирующих нарастание величи-ны ошибки с ростом значений измеряемых величин и исследована зависимость их величины от измеряемых параметров и быстродействия системы обработки инфор-мации. Получены соотношения, связывающие изменение оптических свойств среды с ходом массообмена вдоль измерительного створа, позволяющие вести непрерывные наблюдения влияния на него внешних факторов (температуры, количества разнород-ных включений, скорости встречной газовой фазы и т.д.), изучать процессы образова-ния аэрозолей, а в сочетании с традиционными методами и энергетику этих явлений. Оценены основные критерии параметров пучка зондирующего излучения, определяю-щие границы использования регистрирующей аппаратуры при измерении характерис-тик потоков частиц по сигналам отклика измерительной системы.

(c) АСФ России, 2001