Analiza możliwości pomiaru koncentracji cząstek niesferycznych w powietrzu z zastosowaniem układu dopplerowskiego anemometru laserowegoAn analysis of possibilities for measuring concentration of non-spherical particles in air using the structure of laser Doppler anemometr

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania charakterystyk sygnału zmiennego (dokładnie: stosunku sygnału do szumu), generowanego w układzie dopplerowskiego anemometru laserowego, do selektywnego pomiaru koncentracji stałych cząstek niesferycznych unoszonych w powietrzu lub innym medium. Własności sygnału dopplerowskiego generowanego w przypadku cząstek sferycznych lub quasi-sferycznych zostały dokładnie omówione we wcześniejszych pracach autora (Passia i in. 1978; Passia 2003) zarówno pod względem eksperymentalnym, jak i uzasadnienia teoretycznego. Przedstawiona w artykule analiza sposobu wykonywania pomiarów koncentracji cząstek niesferycznych dotyczy cząstek azbestu zawieszonych w powietrzu. Wykorzystanie charakterystyk sygnału zmiennego, takiego jaki jest generowany w dopplerowskim anemometrze laserowym, umożliwia eliminację niekorzystnych efektów pochodzących od przypadkowo rozproszonego światła i związanego z tym wysokiego poziomu tła w detekcji z sygnałem stałym (przykład takiego rozwiązania z wykorzystaniem światłowodów przedstawiono w publikacji: Passia, Rożkowicz 2007). W cytowanej publikacji omówiono przede wszystkim szczegółowo charakterystyki wymiarowe i materiałowe włókien azbestu.

The paper presents an analysis of possibilities of using the characteristics of the AC signal (precisely: signal-to-noise ratio) generated in the structure of the laser Doppler anemometer to make selective measurement of non-spherical solid particles suspended in the air or other medium. The properties of the Doppler signal being generated in the case of spherical or quasi-spherical particles have been presented in detail in the previous author’s publications (Passia et al. 1978; Passia 2003), both from the experimental side, and its theoretical justification. The analysis presented in the paper relative to realisation of concentration measurements of non-spherical particles is oriented towards the problem of optical measurement of airborne asbestos particles. The use of the AC signal characteristics, such as generated in the laser Doppler anemometer enables to eliminate adverse effects coming from stray light, and related to this high background level in the DC detection process (an example of such a solution, using optical fibres have been given in the publication: Passia, Rożkowicz 2007). In the work mentioned, first of all a detailed discussion of dimensional and material characteristics of asbestos fibres has been presented.