ОПТИЧЕСКИЙ ПЫЛЕМЕР Российский патент 1997 года по МПК G01N21/85 

Изобретение относится к измерительной технике и касается оптических устройств для непрерывного измерения запыленности отходящих газов и может быть использовано в химической, металлургической, цементной промышленности, топливно-энергетическом комплексе.

Известны оптические устройства фотоколориметры /1/, пылемеры /2/, выполненные по однолучевой схеме.

Недостатком таких устройств является регистрация в процессе измерений только мощности ослабленного излучения. Мощность падающего излучения определяется до или после проведения измерений. Для периодического контролирования этого параметра в процессе непрерывных измерений запыленности требуется применение специальных устройств.

Известны конструкции пылемеров /2/, в которых имеется дополнительное устройство с рабочей камерой в виде трубы с прорезями, которые могут закрываться при подаче в нее чистого воздуха, при этом запыленная среда вытесняется чистой и в этот период времени регистрируется мощность падающего излучения.

Однако такие конструкции с подвижными элементами, эксплуатация которых ведется при высоких температурах, влажности и запыленности, быстро закоксовываются и становятся неработоспособными. Кроме того, из-за значительных габаритных размеров (до 2 3 м) эти устройства не позволяют оперативно производить измерения и неудобны в эксплуатации.

За прототип выбран оптический измеритель концентрации пыли /3/, выполненный по двухлучевой схеме. Световой поток светоизлучателя разделяется на два измерительный и контрольный потоки, которые модулируются с помощью электромеханического обтюратора, который выполнен в виде диска с двумя рядами отверстий, расположенных на концентрических окружностях. Введение новых блоков схемы и особенно конструкции обтюратора позволило реализовать разделенные по частоте измерительный и контрольный каналы. Использование некоторых общих элементов схемы (светоизлучатель, светоприемник, усилитель переменного тока) позволило исключить влияние их нестабильностей на результаты измерений.

Недостатком прототипа является применение в измерителе электромеханического обтюратора, что усложняет конструкцию устройства и повышает его энергопотребление. Кроме того, в производственных условиях повышенные влажность, температура и запыленность требуют специального обслуживания электромеханических устройств соответственно такого измерителя. Поэтому указанные причины ограничивают его применение в производственных условиях.

Задачей изобретения является расширение области применения устройства для непрерывного измерения концентрации пыли за счет такого изменения оптической схемы, которое обеспечивает упрощение его обслуживания в производственных условиях при сохранении точности измерений двухлучевых схем.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что в оптическом пылемере сформированы три светоизлучателя первый светоизлучатель расположен перед рабочей камерой, формирует измерительный канал и оптически связан с фотоприемником через защитные окна, второй излучатель расположен за рабочей камерой, формирует контрольный канал и оптически связан с фотоприемником, третий излучатель расположен внутри устройства за рабочей камерой формирует дополнительный контрольный канал и оптически связан с светоприемником через защитное окно, причем все излучатели соединены с измерительным блоком и выполнены с возможностью поочередного включения.

Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.

На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого оптического пылемера.

Оптический пылемер содержит измерительный светоизлучатель 1, линзу 2, формирующую направленный световой поток, защитные окна 3, измерительный светоизлучатель 1 и светоприемник 4, контрольный светоизлучатель 5, дополнительный светоизлучатель 6, технологическую рабочую камеру 7, патрубки для установки окон 8 и общий измерительный блок (не показан).

Оптический пылемер работает следующим образом.

Электронный блок производит поочередное включение измерительного 1, контрольного 5 и дополнительного контрольного 6 светоизлучателей, где первый светоизлучатель 1 расположен перед рабочей камерой 7, формирует измерительный канал и оптически связан со светоприемником 4, световой поток излучателя проходит через исследуемую среду технологической рабочей камеры 7, защитные окна 3 и соединенный с общим измерительным блоком, в котором регистрируется сигнал, пропорциональный мощности W светового потока, прошедшего через исследуемую среду и защитные окна 3.

Второй светоизлучатель 5 расположен за рабочей камерой и формирует контрольный канал и оптически связан со светоприемником 4, причем световой поток на него попадает без ослабления и регистрируется сигнал, пропорциональный его мощности W.

Третий дополнительный светоизлучатель 6 расположен внутри устройства за рабочей камерой, формирует дополнительный контрольный канал и оптически связан со светоприемником 4 через защитное окно 3, и регистрируется сигнал, пропорциональный мощности ослабленного запыленным окном светового потока W.

Перед проведением измерений мощность световых потоков излучателей устанавливают одинаковой W W W. В процессе измерений с помощью электронных средств измерительного блока регистрируется соотношение мощностей измерительного и контрольного W/W, а затем дополнительного и контрольного сигналов W/W, необходимые для определения коэффициента поглощения среды и степени запыленности защитных окон.

Получаемая информация является достаточной для принятия решения о проведении дальнейших измерений или проведения профилактического обслуживания.

Благодаря простоте предложенного схемного решения без применения электромеханического обтюратора упрощается его обслуживание, которое заключается в обеспечении чистоты защитных окон, причем затраты времени и средств на это минимальные вследствие непрерывного контроля степени их запыленности.

Таким образом, расширяется область применения оптического пылемера в производственных условиях.

Использование: устройства для непрерывного измерения запыленности. Сущность изобретения: в оптическом пылемере первый излучатель расположен перед рабочей камерой, формирует измерительный канал и оптически связан с фотоприемником через защитные окна рабочей камеры, второй излучатель расположен за рабочей камерой, формирует контрольный канал и оптически связан с фотоприемником, третий излучатель расположен внутри устройства за рабочей камерой, формирует дополнительный контрольный канал и оптически связан с фотоприемником через защитное окно, при этом все излучатели выполнены с возможностью поочередного включения. 1 ил.

Оптический пылемер, содержащий излучатели, оптически связанные с фотоприемником, соединенным с измерительным блоком, и защитные окна рабочей камеры, отличающийся тем, что первый излучатель расположен перед рабочей камерой, формирует измерительный канал и оптически связан с фотоприемником через защитные окна, второй излучатель расположен за рабочей камерой, формирует контрольный канал и оптически связан с фотоприемником, третий излучатель расположен внутри устройства за рабочей камерой, формирует дополнительный контрольный канал и оптически связан с фотоприемником через защитное окно, причем все излучатели выполнены с возможностью поочередного включения.