Устройство для измерения оптической плотности дыма Советский патент 1988 года по МПК G01N21/53 

N5

00

Изобретение относится к оптоэлек- тронному аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения оптической плотности дыма, а также в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, где необходимо определять оптические характеристики (плотность, прозрачность, состав) рассеивающих сложных газовых средств: влагосодержащих, агрессивных, запыленных и им подобных, кроме Toroj изобретение может быть использовано для экспресс-контроля дьм- ности двигателей внутреннего сгора- НИН с целью повышения их топливной и экологической эффективности.

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений, а также компактности устройства.

На фигЛ изображена схема предлагаемого устройства, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит излучатель 1 и детектор 2 оптического излучения, расположенные с противоположных сторон дымовода 3 (направленные движения дыма в дымоводё указано на фиг,1 стрелками). Перед излучателем 1 и детектором 2 (со стороны дымовода) рас- положены каналы 4 и 5 соответственно в которых размещены оптические элементы 6. Участки 7 стенок дымовода 3; расположенные на пути прохождения излучения от излучателя 1 к детектору 2 (направление распространения излучения указано жирными стрелками на фиг.1 и 2), т.е. по оптической оси устройства, выполнены цилиндрическими радиуса R и расположены выпуклыми сторонами внутрь дымовода 3. Эти участки состыкованы с каналами 4 и 5 содержащими оптические элементы. Тангенциально к цилиндрическим участкам 7 расположены плоские сопла 8, кото- рые снабжены конфузорами 9 со стороны входа потока в дымовод 3. Выходной участок дьмовода 3, расположенный по потоку дыма за выпуклыми цилиндрическими участками (поверхностями) 7 выполнен в виде диффузора 10.

Устройство работает следующим обрзом.

Поток дыма, подлежащий анализу, поступает в, дымовод 3 и движется в нем. Достигнув конфузоров 9, часть потока дыма захватывается ими, а часть движется дальше по дымоводу. Потоки дыма, движущиеся по конфузо

0

5 0 5 0 5

0

рам 9, попадают в плоские сопла 8, которые формируют на выходе плоские струи дыма (обозначены щтриховыми линиями на фиг.1) и тангенциально направляют их к выпуклым цилиндрическим участкам (поверхностям) 7.

Известно, что достаточно тонкая плоская пристенная струя, направленная тангенциально к выпуклой цилиндрической поверхности, прилипает к этой поверхности и движется (повора- ,чивается) вокруг нее (эффект Коанда). При этом струя может повернуться вокруг цилиндрической поверхности до 240° от среза плоского сопла, т.е. от точки первоначального касания. Место положения отрьша такой струи зависит от ее толщины и скорости истечения из сопла, формирующего ее.

Вследствие действия центробежной силы, возникающей благодаря такому круговому движению струи, в поперечном сечении последней возникают градиенты давлений, причем на участках 7 с цилиндрической поверхностью, обтекаемых струей, давление значительно ниже, чем в окружающей среде, т.е. чем в каналах 4 и 5, содержащих оптические элементы и соединенных отверстиями с выпуклыми цилиндрическими поверхностями. Благодаря этому, ан;тизируемый дым не попадает в каналы и на оптические элементы, расположенные в каналах 4 и 5, в результате чего струи дыма, вышедшие из сопел В, и обогнувшие участки 7 цилиндрической формы, вместе с частью дыма, прямо двигающегося по дымоводу, т.е. не попавшего в конфузоры 9, попадают в диффузор 10, стенки которого плавно сопряжены с участками 7 цилиндрической формы. Благодаря этому, при движении дыма на выходе дымовода 3 не возникает значительного гидродинамического сопротивления, что позволяет струям, сформированным плоскими соплами 8, свободно двигаться вокруг выпуклых цилиндрических поверхностей, обеспечивая постоянный вьшгеуказан- перепад давлений. Благодаря этому, в течение сколь угодно большого промежутка времени работы устройства Оптические элементы, расположенные в каналах 4 и 5, не загрязняются, а интенсивность светового потока от излучателя 1, регистрируемая детектором 2, будет изменяться только лишь от изменения плотности дыма, но

31402863

не от рассеяния на загрязняющихся оптических поверхностях.

Предлагаемое устройство (по сравнению с известными) является достаточно компактным, простым, малогабаритным измерителем, удобным в практическом использовании, его можно поднести, например, к выхлопной трубе две и провести измерения или установить на штативе или другой подставке- при длительных стационарных измерениях.

t-

gifue.f

10

fO

(Lff,2