СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНОГО ФАКЕЛА Российский патент 2016 года по МПК G01N21/17 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам, и может быть использовано для контроля угла распыла дисперсных сред.

Известны пассивные и активные оптические способы диагностики структуры распыла топлива, включающие: скоростное микрофильмирование, стробоскопирование, зондирование распыла лазерным излучением (см. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. - М.: Машиностроение, 1981. С. 17-21, 64; Подача и распыливание топлива в дизелях. / Под ред. проф. И.В. Астахова. - М.: Машиностроение, 1972. С. 292-293, 324-325; Лышевский А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях. - Л.: Судостроение, 1971. С. 25-26, 187-189; Le Gal, P., Farrugia, and Greenhalgh, D.A.: Laser Sheet Dropsizing of Dense Sprays, «Optics & Laser Technology», 31, 1999 г., с. 75-83; патенты РФ №2240536, №2421722 и др.).

Недостатками данных способов являются технологические сложности при реализации методов, значительные времена проведения измерений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения угла распыла, основанный на визуализации продольного среза распыла топлива путем зондирования световым сектором толщиной менее 5 мм вдоль оси распыла и последующего измерения угла в пределах заданной области продольного среза распыла ручным или автоматическим способом (см. Карачинов В.А., Ильин С.В., Торицин С.Б., Карачинов Д.В. Телевизионные методы диагностики форсунок. // Вестн. новгородского гос. ун-та. 2004. №26. С. 155-160), принятый за прототип.

Недостатком данного способа является низкая достоверность из-за того, что измерения проводятся только в одной продольной плоскости распыла.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности способа измерения угла распыла.

Технический результат заявляемого решения - повышение достоверности способа измерения угла распыла за счет того, что зондирование распыла вдоль оси форсунки осуществляют одновременно двумя световыми секторами, пересекающимися по оси форсунки, при этом регистрацию сигналов, несущих информацию о яркостных контрастах изображений двух соответствующих (выделенных) продольных срезов распыла топлива, производят одновременно двумя матричными фотоприемниками. Таким образом, почти мгновенно удается визуализировать возможную асимметрию распыла, а следовательно, повысить достоверность способа измерений угла распыла топлива (см. Булашев С.В. Статистика для трейдеров. - М.: Компания Спутник+, 2003. - 245 с.).

Для уменьшения влияния фоновой засветки визуализируемого продольного среза в свете длины волны λ_i, создаваемой зондирующим световым сектором с длиной волны излучения λ_k и ориентированным (направленным) вдоль оптической оси соответствующего матричного фотоприемника, и, соответственно, для улучшения показателей регистрируемого полезного сигнала, несущего информацию о яркостных контрастах изображения, визуализируемого продольного среза (сечения) распыла топлива используют матричные фотоприемники с различной спектральной чувствительностью (см. Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения. СПб: Политехника, 1991. - 240 с.). Это также способствует повышению чувствительности метода и его достоверности.

Для достижения технического результата предложен способ измерения угла распыла топлива путем зондирования распыла световым сектором вдоль оси форсунки, регистрации матричным фотоприемником сигнала, несущего информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла, и последующего измерения угла в пределах заданной области продольного среза распыла ручным или автоматическим способом. При этом зондирование распыла осуществляют двумя световыми секторами, пересекающимися по оси форсунки и отличающимися длинами волн излучения, а сигналы, несущие информацию о яркостных контрастах изображений соответствующих продольных срезов распыла топлива, регистрируют одновременно двумя матричными фотоприемниками, отличающимися спектральной чувствительностью.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации метода.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источники света; 2 - форсунка; 3 - распыл топлива; 4 - световой сектор; 5 - матричный фотоприемник (телевизионная камера) с максимальной чувствительностью на длине волны λ₂; 6 - канал связи; 7 - персональный компьютер (ПК) с программным обеспечением; 8 - матричный фотоприемник (телевизионная камера) с максимальной чувствительностью на длине волны λ₁; 9 - ось форсунки.

Способ осуществляется следующим образом.

Источники света 1 осуществляют одновременное зондирование световыми секторами 4 с длинами волн соответственно λ₁ и λ₂, толщиной менее 5 мм, пересекающимися по оси форсунки 9, распыла топлива 3, формируемого форсункой 2. При этом одновременно матричным фотоприемником 5, управляемым по каналу связи 6 с помощью ПК 7, регистрируют сигнал, несущий информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла топлива в свете длины волны λ₂, а матричным фотоприемником 8, управляемым по каналу связи 6 с помощью ПК 7, регистрируют сигнал, несущий информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла топлива в свете длины волны λ₁. Эти сигналы, поступившие на ПК 7, как и в прототипе, обрабатывают с помощью программного обеспечения (см. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2005611098 РФ. Программа для измерения геометрических характеристик факела распыла (Fakel 1.0) / Ильин С.В., Карачинов В.А., Челпанов В.И. // Программы для ЭВМ, базы данных, топологии ИМС О.Б. - 2007) и производят измерение угла распыла в пределах заданной области каждого продольного среза распыла ручным или автоматическим способом, что дает возможность учета асимметрии распыла.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

- повысить достоверность способа измерения угла распыла;

- повысить технологичность измерений;

- уменьшить методическую погрешность измерений.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам, и может быть использовано для контроля угла распыла дисперсных сред. Способ измерения угла распыла топлива включает зондирование распыла световым сектором вдоль оси форсунки, регистрацию матричным фотоприемником сигнала, несущего информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла, и последующее измерение угла в пределах заданной области продольного среза распыла. Зондирование распыла вдоль оси форсунки осуществляют двумя световыми секторами, а для регистрации сигналов, несущих информацию о яркостных контрастах изображений двух соответствующих продольных срезов распыла топлива, используют одновременно два матричных фотоприемника, отличающихся спектральной чувствительностью. Технический результат - повышение достоверности измерения угла распыла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измерения угла распыла топлива, включающий зондирование распыла световым сектором вдоль оси форсунки, регистрацию матричным фотоприемником сигнала, несущего информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла, и последующее измерение угла в пределах заданной области продольного среза распыла ручным или автоматическим способом, отличающийся тем, что зондирование распыла осуществляют двумя световыми секторами, пересекающимися по оси форсунки, а сигналы, несущие информацию о яркостных контрастах изображений соответствующих продольных срезов распыла топлива, регистрируют одновременно двумя матричными фотоприемниками, отличающимися спектральной чувствительностью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что зондирование распыла осуществляют двумя световыми секторами, отличающимися длиной волны излучения.