УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ГАЗА Советский патент 1999 года по МПК G01N21/85 

1. Устройство для измерения расходной концентрации частиц в потоке газа, содержащее излучатель пучка направленного электромагнитного излучения, оптически связанный с приемником излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния фракционного состава частиц, оно содержит локальное препятствие, размер лобового сечения которого в направлении, перпендикулярном направлению пучка, превышает половинный размер поперечного сечения этого пучка, а излучатель установлен так, что пучок излучения проходит на расстоянии 1 от препятствия, определяемом соотношением

где r_макс, ρ_макс - характерный размер и массовая плотность наиболее инерционных частиц, массовую долю которых учитывают при измерении с установленной точностью расходной концентрации частиц;
W - скорость потока газа, набегающего на препятствие;
μ - динамическая вязкость газа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что препятствие выполнено в виде плоской пластины, установленной не параллельно вектору скорости потока газа.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что, с целью предотвращения отрывного течения в месте прохождения пучка излучения, пластина со стороны, обращенной к пучку, снабжена стенкой, параллельной вектору скорости потока газа, а угол, образуемый стенкой и пластиной, выполнен с радиусом скругления.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что локальное препятствие со стороны, противоположной месту прохождения пучка, снабжено выступом, направленным навстречу потоку и образующим с лобовой поверхностью препятствия прямой или тупой угол.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатель и приемник излучения размещен так, что пучок излучения пересекает поток газа в зоне с координатами x и y, где достигается минимум выражения

где x, y - координаты центра пучка излучения в плоскости, перпендикулярной к нему,
i = 1, 2... N - номер фракции, на которые условно разделены все частицы, массовая доля которых с заданной точностью определяет расходную концентрацию частиц;
r_i - размер характерной частицы i-й фракции;
K_i - коэффициент ослабления электромагнитного излучения характерной частицей;
m = 1, 2... M - номер варианта типичного фракционного состава и плотности частиц;
q_m - весовой коэффициент m-го варианта фракционного состава;
α_im - массовая доля частиц i-ой фракции для m-го варианта фракционного состава

n_i - число части i-й фракции в единице объема пучка электромагнитного излучения;
n_io - число частиц i-й фракции в единице объема набегающего потока газа на участке стабилизированного течения, не возмущенного препятствием;
ρ_i - средняя плотность вещества характерной частицы.