ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА И КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ Российский патент 2009 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическому контролю при измерениях размеров и концентрации частиц в потоке жидкости.

Известен проточный датчик для оптического измерения размеров и концентрации частиц (патент США № 4260258, МПК G01N 15/02, 1981 г.). Датчик содержит светоизлучающий диод в качестве источника света за счет установки высококачественной оптической системы, в фокусе которой расположен точечный источник света, обеспечиваемый светоизлучающим диодом, для коллимации генерируемого света.

Недостатком данного устройства является низкая надежность в жестких условиях эксплуатации, плохая виброустойчивость, сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является фотоэлектрическое устройство для определения размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости (а.с. № 1651162, МПК G01N 15/02, опубл. 23.05.91), содержащий измерительный канал, пересекаемый общей оптической осью излучателя и сопряженного с ним фотоприемника, диффузоры, расположенные своими раскрывами навстречу потоку жидкости и выполненные с возможностью одновременного осевого перемещения, ограниченного цилиндрической пружиной.

Недостатком данного устройства является невысокие точность, надежность и виброустойчивость.

В основу изобретения поставлена задача - повысить надежность, точность измерения за счет повышения виброустойчивости

Данная задача решается за счет того, что в фотоэлектрическом устройстве для определения размера и концентрации частиц в потоке жидкости, содержащем пробозаборную трубку с измерительным каналом, пересекаемым общей оптической осью излучателя и сопряженного с ним фотоприемника, согласно изобретению по обе стороны измерительного канала расположены оптические стекла, собранные в оптический блок, опирающийся на шток, расположенный соосно оптической оси и подпружиненный тарельчатой пружиной со стороны излучателя, в штоке со стороны оптического блока коаксиально выполнены проточки, в которых размещены уплотнительные кольца, а между ними выполнены отверстия для отвода жидкости наружу.

Кроме того, устройство снабжено входным и выходным штуцером и клапаном, стабилизирующим перепад давления на фотоэлектрическом устройстве.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид по А-А.

Устройство содержит измерительный канал 1, пробозаборную трубку 2. По обе стороны измерительного канала расположены оптические стекла, собранные в оптический блок 3, опирающийся на шток 4. Шток 4 подпружинен тарельчатой пружиной 5. Измерительный канал 1 с оптическим блоком 3 пересекается оптической осью излучателя 6 и фотоприемника 7. В штоке 4 коаксиально выполнены проточки 8, в которых расположены уплотнительные кольца 9 и 10, а между ними выполнены отверстия 11 для отвода жидкости наружу. Устройство снабжено входным 12 и выходным 13 штуцерами. Выходной штуцер снабжен клапаном 14, стабилизирующим перепад давления на фотоэлетрическом устройстве при изменении расхода жидкости через него.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый поток жидкости через входной штуцер поступает в измерительный канал 1. Пружина 5 обеспечивает прижим штока 4 к оптическому блоку 3, обеспечивая жесткость конструкции фотоэлектрического устройства, исключая смещение оптического блока 3 под воздействием скачков давления. Уплотнение осуществляется двумя уплотнительными кольцами 9 и 10 которые исключают перетекание исследуемой жидкости в чувствительную зону фотоэлектрического устройства. В случае появления жидкости между уплотнительными кольцами 9 и 10 она через отверстия 11 стекает в атмосферу. Все это позволяет повысить виброустойчивость устройства при изменении перепада давления на оптическом блоке 3 и соответственно повысить надежность и точность работы устройства. Исследуемая жидкость поступает в оптический блок 3, где при прохождении через чувствительный объем (0°-градусная геометрия) происходит рассеяние света на частице квадратичной зависимостью U_вх=ra², где а - размер, диаметр частицы, r - коэффициент рассеивания. Далее амплитуда сигнала U_вых усиливается усилителем и сигнал поступает в многоканальный амплитудный анализатор (МАА), который распределяет частицы по размерам в соответствующий канал МАА (не показан).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения размера частиц в потоке жидкости. Сущность: устройство содержит пробозаборную трубку с измерительным каналом, пересекаемым общей оптической осью излучателя и сопряженного с ним фотоприемника. По обе стороны измерительного канала расположены оптические стекла, собранные в оптический блок. Оптический блок опирается на шток, расположенный соосно оптической оси и подпружиненный тарельчатой пружиной со стороны излучателя. В штоке со стороны оптического блока коаксиально выполнены проточки, в которых размещены уплотнительные кольца. Между уплотнительными кольцами выполнены отверстия для отвода жидкости. Технический результат: повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фотоэлектрическое устройство для определения размера частиц в потоке жидкости, содержащее пробозаборную трубку с измерительным каналом, пересекаемым общей оптической осью излучателя и сопряженного с ним фотоприемника, отличающийся тем, что по обе стороны измерительного канала расположены оптические стекла, собранные в оптический блок, опирающийся на шток, расположенный соосно оптической оси и подпружиненный тарельчатой пружиной со стороны излучателя, в штоке со стороны оптического блока коаксиально выполнены проточки, в которых размещены уплотнительные кольца, а между ними выполнены отверстия для отвода жидкости.2. Фотоэлектрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено входным и выходным штуцерами.3. Фотоэлектрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной штуцер снабжен клапаном, стабилизирующим перепад давления на устройстве.