ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
141
УДК 621.37
М.А. К о р о т а е в а, В.И. А л е х н о в и ч,
А . Г . Г р и г о р ь я н ц
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
С ЖИДКИМИ ПОЛИДИСПЕРСНЫМИ СРЕДАМИ
Изложены вопросы повышения точности количественного анализа
состава полидисперсных сильно рассеивающих сред на основании
данных об ослаблении лазерного излучения слоем вещества. Предло-
жены методы измерения ослабления излучения и математической
обработки результатов.
E-mail:
mt12@bmstu.ru
Ключевые слова
:
лазерный анализ, ослабление излучения, адаптивные
измерения, уравнение переноса излучения.
Спектральный анализ рассеивающих веществ.
Один из самых
распространенных методов оптического анализа состава вещества —
абсорбционная спектроскопия. Этот метод привлекателен простотой,
наличием хорошо разработанной элементной базы, принципиальной
возможностью определения содержания практически любого хими-
ческого элемента. Однако традиционные схема спектрального изме-
рителя и математический аппарат имеют существенные ограничения.
В частности, накладываются ограничения на концентрацию погло-
щающего вещества, степень монохроматичности источника и др.
Кроме того, анализируемая среда должна быть строго однородной,
чтобы в ней полностью отсутствовало рассеяние излучения. Таким
образом, спектральный анализ неприменим для определения состава
ряда сред: биологических объектов (крови, молока и др.), естествен-
ных и сточных вод, различных технических жидкостей (нефтепро-
дуктов, смазок и др.). В указанных средах эффектами рассеяния пре-
небречь нельзя: это приводит к серьезным ошибкам измерений [1].
Задачи количественного анализа состава рассеивающих жидкостей
возникают очень часто. Одна из них заключается в определении кон-
центрации частиц белка в молоке. В настоящее время практически во
всех измерительных системах, как лабораторных, так и портативных,
стремятся уменьшить влияние рассеяния. Например, применяют обра-
ботку образца — гомогенизацию. При этом страдает достоверность
эксперимента, поскольку измеряются свойства не исходного образца, а
обработанного. Процедура обработки требует дополнительного обору-
дования, увеличивает стоимость эксперимента и время его проведения.
И главное, не существует технологии, способной полностью устранить
рассеяние излучения [1, 2]. Измерения рассеяния также осуществляют
при помощи градуировочных характеристик: определяется степень
сходства между спектром исследуемой пробы и заранее полученным
спектром образца с известным составом. Этот подход требует исполь-