SU1476355A1 - Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах - Google Patents
Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах Download PDFInfo
- Publication number
- SU1476355A1 SU1476355A1 SU874310200A SU4310200A SU1476355A1 SU 1476355 A1 SU1476355 A1 SU 1476355A1 SU 874310200 A SU874310200 A SU 874310200A SU 4310200 A SU4310200 A SU 4310200A SU 1476355 A1 SU1476355 A1 SU 1476355A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- quantum
- layer
- probability
- scattering
- survival
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 241001442234 Cosa Species 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000005427 atmospheric aerosol Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150013030 FAN1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к оптике дисперсных сред и может быть использовано дл исследовани молекул рного состо ни вещества в технологии производства дисперсных сред, порошков с заданными светорассеивающими свойствами, в прикладной оптике дл контрол атмосферного аэрозол , гидрооптике. Цель изобретени - повышение точности определени веро тности выживани кванта в дисперсной среде. Изобретение повышает точность определени веро тности выживани кванта в дисперсных /мутных/ средах. Повышение точности достигаетс тем, что основную информацию получают по многократному рассе нному излучению, которое вл етс помехой в других методах. С этой целью формируют слой рассеивающей среды известной индикатрисы рассе ни , измер ют отраженный поток и увеличивают поперечные размеры сло до получени посто нного /в пределах 5%/ отраженного потока, полученный слой увеличивают по толщине в направлении падени светового потока до тех пор, пока его прозрачность не станет нулевой, после чего вновь измер ют отраженный поток и по его значению с помощью разработанного алгоритма вычисл ют веро тность выживани кванта в дисперсной среде. 2 ил.
Description
1
Изобретение относитс к оптике дисперсных (мутных) сред и может быть использовано дл исследовани молекул рного состо ни вещества, в технологии производства рассеивающих и поглощающих сред, в прикладной оптике и гидрооптике, в оптике атмосферы дл анализа свойств атмосферного аэрозол , дл контрол качества крас щих веществ и т. д.
Веро тность выживани кванта или альбедо однократного рассе ни вл етс одной из важнейших характеристик любой среды при воздействии на нее излучением. Эта веЈь
J
О5 GO СП СП
личина широко используетс дл анализа свойств среды в нейтронной физике, физике воздействи гамма-излучени , в оптике в широком диапазоне длин волн, в технологических процессах наиболее важное значение имеет дл характеристики частиц и порошков с заранее заданными светорассеиваю- щими свойствами. В самом общем случае альбедо однократного рассе ни (веро тность выживани кванта) А определ етс как отношение коэффициента рассе ни к сумме коэффициентов рассе ни и поглощени . По величине веро тности выживани
кванта суд т о частицах, формирующих ере-световой поток от сло , полученного увелиду , об отражательной и поглощательнойчением его поперечных и продольных опти
способности среды (сло ), о количествеческих размеров, и нормируют на величину
энергии, которое поглощаетс средой в дан-падающего светового потока. Это значение
ных конкретных услови х. Измерение Л не-5 обозначают R. Впервые получена универобходимо дл контрол загр знений окру-сальна формула, котора учитывает как изожающей среды. Наиболее сложным вл етс определение веро тности выживани кванта Л в сильно мутных средах в услови х , когда определ ющими процессами вл етс многократное рассе ние.Ю
Цель изобретени - повышение точности определени веро тности выживани
тропное, так и анизотропное рассе ние. Вид математических соотношений, используемых дл расчета Л, приведен в формуле изобретени . Эксперименты и сравнени с расчетами по методу Монте-Карло доказывают , что способ применим дл определени любых Л, включа ,9999 (фиг. 1).
кванта в дисперсной среде.Компоненты индикатрисы рассе ни (т|-р),
На фиг. 1 представлена зависимость средний косинус угла рассе ни индикатри- отраженного слоем дисперсной среды свето- - сы рассе ни и ц, - дополнительный па- вого потока Ф от поперечных оптичес- раметр, учитывающий рассе ни в ортого- ких размеров сло ; на фиг. 2 - схема проведени измерений.
На схеме обозначены падающий световой поток 1, сформированный объем рассеивающей дисперсной среды 2 фотопри- 20 емник 3, отраженный средой световой поток 4, прошедший среду поток 5 и полупрозрачное зеркало 6.
Способ осуществл ют следующим образом .
В исследуемой среде формируют плоский слой в форме пр моугольного параллеленальном направлении, рассчитываютс еле
дующим образом:
жй
(-y)sinycosydy;
о
$ -tJЈ- 2Ј- x(-Y)sinycosydr,
Щг.ц:
4 x(y)sin2ydy;
25
F F1+FS+F3,
где x(f) - интенсивность рассе ни под углом
пипеда, рассеивающий объем освещают кол-Пример 1. Готов т модельную взвесь
лимированным световым потоком, измер 25 мл латекса полистирола с концентрациют отраженный световой поток, увеличи- ей 3,0% с известной индикатрисой рассе - вают поперечные размеры сло геометричес- 30 ни ,8167; ,0085; (,0437 (инди- ки или посредством увеличени концентра-катриса измерена на нефелометре ФАН-1,
ции взвеси дисперсной среды, вновь измер ют отраженный световой поток, сравнивают его значение с полученным ранее и, если различие составл ет больше погрешпроинтегрирована графически; размер частиц латекса 3,0-3,8 мкм), разбавл ют 1000 мл дистиллированной воды и добавл ют 0,01 г красител . Полученную взвесь носги определени светового потока, продол- 35 частично поглощающей среды помещают в жают увеличение поперечных размеров достекл нную кювету с размерами мм;
получени двух равных значении отраженного светового потока. В цел х оптимизации способа (уменьшени многостадийности) производ т увеличение поперечных размеров дисперсной среды в геометрической прогрессии (например, последовательно увеличива поперечные оптические размеры в 6-8 раз). Исследовани показывают, что максимальные поперечные размеры, необходимые дл
тропное, так и анизотропное рассе ние. Вид математических соотношений, используемых дл расчета Л, приведен в формуле изобретени . Эксперименты и сравнени с расчетами по методу Монте-Карло доказывают , что способ применим дл определени любых Л, включа ,9999 (фиг. 1).
средний косинус угла рассе ни индикатри- сы рассе ни и ц, - дополнительный па- раметр, учитывающий рассе ни в ортого-
нальном направлении, рассчитываютс еле
дующим образом:
жй
(-y)sinycosydy;
о
$ -tJЈ- 2Ј- x(-Y)sinycosydr,
Щг.ц:
4 x(y)sin2ydy;
проинтегрирована графически; размер частиц латекса 3,0-3,8 мкм), разбавл ют 1000 мл дистиллированной воды и добавл ют 0,01 г красител . Полученную взвесь 5 частично поглощающей среды помещают в стекл нную кювету с размерами мм;
0
мм. Размер. X совпадает с направлением падени на кювету коллими- рованного монохроматического светового по тока (длина волны 633 нм).
Принципиальна схема измерени световых потоков приведена на фиг. 2. Эта схема стандартна и широко примен етс на практике. Величина падающего светового потока 7600 о.е. Интенсивность отра
получени повтор ющихс значении отра- д женного интегрального светового потока
жепного потока (на фиг. 1 представлена зависимость отраженного светового потока слоем дисперсной среды от поперечных оптических размеров; сплошные линии - расчет по методу Монте-Карло, точки -
413 о.е. Аналогичные измерени повтор ют со взвесью, помещенной в кювету больших поперечных размеров ( мм; Хо мм). Отраженный световой поток составл ет 527 о.е. Разность численных знаэксперимент и расчет авторов), составл - 50 чений отраженных световых потоков превы- при ,999 и завис т от величи-шает ошибку измерени , поэтому вновь увены веро тности выживани кванта А.
Далее полученный слой увеличивают в направлении падающего светового потока, измер одновременно прошедший световой поток до тех пор, пока значение прошед- 55 шего светового потока не уменьшитс до величины 0,1-0,2% от величины падающего потока. После этого измер ют отраженный
личивают поперечные размеры до УО мм и при измерении отраженного потока Фк получают- 657 о.е. При У0 мм о.е. Это значение .равно предыдущему с учетом погрешности измерени . Следующий этап - увеличение толщины сло с полученными поперечными размерами. Взвесь помещают в кювету
женного интегрального светового потока
413 о.е. Аналогичные измерени повтор ют со взвесью, помещенной в кювету больших поперечных размеров ( мм; Хо мм). Отраженный световой поток составл ет 527 о.е. Разность численных значений отраженных световых потоков превы- шает ошибку измерени , поэтому вновь увеличивают поперечные размеры до УО мм и при измерении отраженного потока Фк получают- 657 о.е. При У0 мм о.е. Это значение .равно предыдущему с учетом погрешности измерени . Следующий этап - увеличение толщины сло с полученными поперечными размерами. Взвесь помещают в кювету
с размерами мм, мм. Измер ют пропущенный световой поток и сравнивают его с падающим. Наиболее просто увеличение толщины сло осуществл етс в кювете Бейли. При мм величина прошедшего потока составл ет 11 о.е. или 0,Н%. Измер ют отраженный поток полученного сло . Величина равна 734 о.е. или ф /ф ,0966. По формулам рассчитывают Л (0,892+0,008) с относительной погрешностью 2%.
Пример 2. Использовали латекс с размером частиц ,08 мкм. Длина волны излучени 633 нм. В этом случае индикатриса рассе ни вл етс релеевской, поэтому д:(у)3/4(1+со527). По формулам вычислили: т(,2; ц,0,15. Слой дисперсной мутной среды формировали в кювете с размерами мм; мм. Измер ли отраженный световой поток. о.е. При мм о.е. Вновь увеличивали У о и ZQ до 100 мм ( о.е.). Увеличивали толщину сло до мм, измер ли прошедший поток (,9 о.е.). Так как ФлР/ф0 0,1%, то измер ли отраженный поток полученного сло (2310 о.е.), откуда ,304. По формулам рассчитывали ,818.
Предлагаемый способ определени веро тности выживани кванта Л в дисперсных средах обеспечивает возможность определени Л в услови х многократного рассе ни , в св зи с чем отсутствует необходимость модификации среды, возможность достаточно простой технической реализации способа с использованием стандартной аппаратуры , кроме того, достигаетс повышение точности определени Л в услови х многократного рассе ни , которое вл етс основным источником информации, а не помехой.
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах, заклю0чающийс в том, что приготавливают взвесь частиц исследуемого вещества с известной индикатрисой рассе ни , формируют плоский рассеивающий слой в форме пр моугольного параллелепипеда, освещают слой пучком монохроматического коллимированного излучени известной интенсивности Ф0, измер ют отраженный световой поток и рассчитывают веро тность выживани светового кванта , отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени веро тности выживани кванта в дисперсной среде, после отраженного светового потока увеличивают поперечные относительно направлени падени излучени оптические размеры рассбивающего сло , вновь измер ют отраженный световой поток, сравнивают полученную величину с предыдущей, повтор ют эти операции до получени в двух последовательных измерени х одинаковых значений отраженного светового потока, после чего из0 мер ют величину пропускани излучени полученным слоем, увеличивают оптическую толщину полученного сло в направлении падающего светового потока до получени нулевого значени пропускани , измер ют5 отраженный световой поток Фк вновь полученного сло и рассчитывают веро тность Л выживани кванта из выражени- 9- Ргп( х } - Тгде P - a2/3 + b; cosa - q/2-(ab±r- n-d..r Pl ) - -j- + c, , c--. r - t(l --4ц)3; Ј(l±|-f; к фд/фо; b M/rM E ( - 1)-8|д2Ј-16цаЈ+20 -Ј)(- 4ц-ь +2|л2); 8и2Ј(1-4|а)-2а,(1-4ц + 2|л2)-(1-Ј )(1-4|а)2; a, -E(l -4ц)+(п+(3);r|, p, |x - параметры индикатрисы рассе ни , рассчитываемые по известным соотношени м .ФК/Фс0.8- 0.7- 0.6- 0.5- №оз020 .1W 20 50 100 200 500 1000 оаФиг.1,999,99
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874310200A SU1476355A1 (ru) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874310200A SU1476355A1 (ru) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1476355A1 true SU1476355A1 (ru) | 1989-04-30 |
Family
ID=21329320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874310200A SU1476355A1 (ru) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1476355A1 (ru) |
-
1987
- 1987-07-08 SU SU874310200A patent/SU1476355A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Иванов А П. Физические основы гидрооптики. Минск: Наука и техника, 1975, с. 457-460. Иванов А П Особенности измерени глубинного режима ослаблени в слабо поглощающих средах. - ДАН БССР, 1985, т. 29, вып. 10, с. 899-901. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3850525A (en) | Simultaneous multiple measurements in laser photometers | |
| Clarke | Effects of filter internal reflection coefficient on light absorption measurements made using the integrating plate method | |
| US6219138B1 (en) | Particle sizing technique | |
| US4027973A (en) | Detector apparatus for laser light scattering photometers | |
| Kratohvil | Light scattering | |
| Di et al. | Precise size distribution measurement of aerosol particles and fog droplets in the open atmosphere | |
| Elliott | Multiple scattering of optical pulses in scale model clouds | |
| McCluney | Radiometry of water turbidity measurements | |
| Miles et al. | Influence of uncertainties in the diameter and refractive index of calibration polystyrene beads on the retrieval of aerosol optical properties using cavity ring down spectroscopy | |
| Wu et al. | Prediction of ceramic stereolithography resin sensitivity from theory and measurement of diffusive photon transport | |
| WO2009067043A1 (fr) | Procédé de mesure des dimensions de particules dans un liquide et dispositif de mise en oeuvre | |
| US3843268A (en) | Sample container for laser light scattering photometers | |
| Tuersun et al. | Light extinction spectrometry for determining the size distribution and concentration of polydisperse gold nanospheres | |
| SU1476355A1 (ru) | Способ определени веро тности выживани кванта в дисперсных средах | |
| Reynolds | OPTICAL DIFFUSE REFLECTANCE AND TRANSMITTANCE FROM AN ANISOTROPICALLY SCATTERING FINITE BLOOD MEDIUM. | |
| Horvath et al. | The direct optical measurement of atmospheric air pollution | |
| Wang et al. | Ultra-high resolution particle size measurement based on scattering spectrum analysis—simulation and experiment | |
| Bagchi et al. | A simple method for determination of the average particle size of coarse suspensions from measurements of apparent specific turbidity | |
| JP7436494B2 (ja) | 液体の光学特性評価の方法 | |
| Cavicchi et al. | Measuring the size of oil droplets in a flow cytometer using Mie resonances: A possible size calibration ladder for 0.5–6 μm | |
| Flower | Light-scattering measurements of soot particles in flames | |
| Takeda et al. | Simultaneous measurement of size and refractive index of a fine particle in flowing liquid | |
| JPH02143140A (ja) | 粒径測定方法 | |
| RU2688587C1 (ru) | Способ определения распределения по размерам и концентрации включений в частично прозрачных сильно рассеивающих материалах | |
| Holoubek | Light scattering and reflectance of optically heterogeneous polymers in multiple scattering regime |