Изокинетический пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к технике измерений, а именно к технике изокине.тического i отбора проб взвешен ных в газе частиц (аэрозоли) при пе ременной скорости и температуре общего потока и может использоваться на тепловых электрических станцияк для отбора проб уносов в дымовык газах и проб аэрозолей в хими ческих И других производствах. В настоящее время электрические станции переходят на работу с пикоBM4 (переменным) режимом, при котором нагрузка котельньйс агрегатов постоянно меняется, что ведет к изм нению скорости и температуры дьмойых газов. Для организации оптималь ного горения твердого топлива необходимо знать истинное содержание горючих уносов в дымовых газах, что возможно лишь при УСЛОВИИ изокинети ческого отбора исследуемых проб. Из кинетические условия отбора буДут соблюдены при условии соответствия ; скорости отбора и истинной скорости занеси. Устройства, в которых это выполняется, известны как изокинетические зонды. Известно устройство для отбора проб аэрозолей при переменной скорости основного потока, содержащее гаэоотводяпото трубку со съемньвч наконечником и устройство автоматического регулирования входного сечения в зависимости от скорости аэрозольного потока, которое включает эластичное кольцо, размещенное между наконечником и трубкой, крьшьчатку и рычаги, причем рычаги шарнирно сое динены с крыльчаткой и наконечником Изменение скорости общего потока газов приводит к изменению скорости вращения крьшьчатки, что в свою очередь вызьгоает движение рьпагов, кото рые шарнирно соединены с крыльчаткой и наконечником. Рычаги воздействуют на площадку наконечника, что вызывает изменение сечения эластичного кольца. Этим обеспечиваются изокинетические условия отбора пробы аэрозоля С11. Недостатком устройства является сложность конструкции, громоздкость, наличие шарнирных соединений, которые забиваются твердыми частичками аэрозоля, а также необходимость смаз ки этих соединений. Все это сужает диапазон применения устройства, особенно при отборе проб аэрозолей с высокой температурой. Известен изокинетический пробоотборник, содержащий газоотводящую трубку и терморезистор, установленный непосредственно перед трубкой по оси, проходящей через центр ее входного сечения. Газоотводящая трубка после пылеуловителя подключена через регулятор отсоса к отсасывающему устройству. Изокинетический пробоотборник использует влияние зоны торможения перед входным сечением газоотводящей трубки на терморезистор, что объясняет чувствительность его лишь к изменению скорости всасывания газоотводящей трубки. Пробоотборник настраивается по методу нулевого баланса. : При изменении скорости отсоса в зонде изменяется температура терморезистора, что ведет к разбалансу электрической мостовой схемы. Восстановление баланса будет соответстврвать приведению потока к и окинетическим условиям отбора С 2. Недостатком известного пробоотборника является узкий диапазон его применения, так как он работает в изркинетическом : режиме только при скорости основного потока, при которой произведена балансировка электрической мостовой схемы. Величина этой скорости постоянно поддерживается во всасьшающей части газоотводящей трубки независимо от изменения скорости основного потока, а изменение последней приводит к взятию недостовер-г ной пробы. Кроме того, изменение температуры потока газов приводит к изменению температуры терморезистора и разбалансу электрической мостовой схемы. В этом случае восстановление нулевого баланса вызьгеает нарушение изокинетических условийотбора про-: бы. Цель изобретения - расширение диапазона применения пробоотборника и оптимизация режимов процессов отбора проб. I Поставленная цель достигается тем, что перед терморезистором на одной оси с ним на расстоянии 3 5 диаметров газоотборной трубки установлен контрольный терморезистор. Такая установка контрольного терорезистора позволяет приводить изменяющиеся условия отбора к изокинетическим. При установке контрольного термо резистора -ближе 3диаметров может оказать влияние зона торможения перед входным сечением газоотборной трубки при возникновении неИзокинетического режима, а верхнее значени расстояния выбрано из условия исклю чения влияния на терморезисторы разницы температуры газов по длине газоходов, возникающей за счет поте тепла в окружающую среду. Изокинетические условия отбора пробы будут соблюдаться при одинаковом охлаждении (нагревании) обо их терморезисторов, что происходит при смывании их газом с одинаковой скоростью и температурой независимо от их абсолютных значений. На чертеже изображена схема изокинетического пробоотборника. Пробоотборник содержит газоотводяющую трубку 1, терморезистор 2, установленный непосредственно перед трубкой 1, контрольньй термореэ1истор 3, установленной перед терморезистором 2, отсосное устройство 4 , контролируемое регулятором 5 отсоса и управляемое электронным устройством 6 по линии 7 передачи сигнала, пылеотделитель 8, линию 9 подачи контроля газов на анализ и линию 10 сброса газов. Изокинетический пробоотборник ра ботает следующим образом. Перед установкой пробоотборного устройства в поток газов производят балансировку мостовой сз5емы электро ного устройства 6 при одинаковых те пературах терморезисторов 2 и 3. За тем терморезисторы 2 и 3 с газоотво дящей трубкой 1 устанавливают в основной поток„газов и включают в работу отсосное устройство 4. Бели скорость всасывания в газоотводящей трубке 1 .меньше (больше) скорости ,основного потока, то терморезйстор охлаждается (нагревается) с меньшей (большей) интенсивностью, чем терморезист Р 3 и,следовательно, его температура (сопротивление) меньше (больше) температуры (сопротивления) терморезистора 3. При этом нарушается нулевой баланс, и электронное устройство 6 подает .сигнал по линии 7 передачи на регулятор 5 отсоса на увеличение (уменьшение) величины отсоса, а следовательмб, и скорости всасывания газов в газоотводящей трубке 1. При этом скорость всасывания увеличивается (уменьшается) до тех пор, пока не сравняется со скоростью основного потока газов. В -этом случае интенсивность охлаждения (нагревания) обоих термррезисторов 2 и 3 одинакова и температуры (сопротивления) их сравниваются, что приводит к восстановлению нулевого баланса и к исчезновению сигнала, идущего на регулятор 5 отсоса. Изменение скорости только основного потока газов приводит к изменению интенсивности охлаждения (нагревания) только терморезистора 3, так как терморезистор 2 охлаждается (нагревается) потоком со скоростью всасывания в газоотводящей трубке. При этом возникает разность температур (сопротивления) между терморезисторами 3 и 2, что приводит к нарушению нулевого баланса электрического моста. В этом случае сигнал .электронного устройства 6 на регулятор 5 отсоса вызывает изменение скорости всасывания в газоотводящей трубке 1 таким образок, как описано ранее, пока она не станет равной новой величине скорости основного потока, а температуры (сопротивления) терморезисторов 2 и 3 сравняются. Таким образом, поддерживаются Изокинетические условия отсоса при любых изменениях скорости основного потока газов, Изменение температуры газов вызывает одинаковое нагревание (охлаждение) обоих терморезисторов 2 и 3, а следовательйо, их температуры (сопротивления) будут одинаковыми, что не нарушит нулевого баланса мосТОБОЙ схемы и изокинетических ус- . ловий отсоса газов. Отсасываемые газы вместе с у.товленными твердыми частичками поступают в пьиге отделитель 8. Твердые частички по линии .9 подачи газа поступают на анализ, а газы, пройдя регулятор 5 отсоса и отсасывающее устройство 4, сбрасываются по линии 1р. Предонагаемое техническое решение по сра внению с базовым объектом, за который принят прототип, обеспечивает Изокинетические условия отбора проб дымовых газов без допоЛнительныос настроек прибора при изменении51089461

скорости или температуры общего по- очередь дает возможность выбирать тока дымовых газов, позволяет опре-, оптимальный режим сжигания твердого делить истинное содержание горючих топлива, обеспечивая тем самым его уносов в дымовых газах, что в свою экономию.

ИЗОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК, содержащий газоотводяющую трубку и терморезистор, установленный непосредственно перед трубкой по оси, проходящей через центр ее входного сечения, отличающийс я тем, что, с целью оптимизации режима процессов отбора проб .и расширения диапазона применения, он снабжен установленным перед те1)морезистором на одной оси с ним на расстоянии 3-5 диаметров газоотводя щей трубки контрольным терморезистором .