Устройство для измерения оптической плотности дымовых газов в газоходе Советский патент 1989 года по МПК F23N5/08 

ел

со

о

00

Т 18

V

Ф1/г1

15

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других отраслях про мьшшенности.

Целью изобретения является попы- шение точности и надежности измерений .

На фиг. 1 изображено устройство для измерения оптической плотности дымовых газов в газоходе; на фиг,2 - узел крепления пары электродов на фотоприемнике или излучателе света; на фиг. 3 - временные диаграммы ера- батывания элементов устройства.

Устройство содержит излучатель 1 света и фотопреобразователь 2, установленные на противополош1ых стенках газохода 3 и торцах стаканов 4, сов- мещенных с отверстиями 5 в стенках газоходовj источник 6 высокого напряжения, коммутатор 7, два источника 8 и 9 питания, две схемы И 10 и 11, модулятор 12, фильтр 13, усилитель 14, показывающий прибор 15 и две пары кольцевых электродов 16-19.

Устройство работает следующим образом.

От источника 6 подается постоянно напряжение 6-8 кВ на коммутатор 7, который осуществляет подачу этого напряжения на две пары электродов 16,17 и 18,19. Электроды 17 и 19 установлены концентрично между чувст вительным элементом фотоприемника и стенкой газохода (электрод 19) и излучателем света и стенкой газохода (электрод 17). Электроды 16 и 18 установлены концентрично на чувстви- тельном элементе фотопреобразователя (электрод 18) и излучателе света (электрод 16) таким образом, чтобы их поверхность контактировала с оптической поверхностью фотоприемника и излучателя света. За счет этого при подаче высокого напряжения на электрод (например, положительного потенциала) на внешней оптической поверхности, например, излучателя света скапливаются заряды отрицательного потенциала. Частицы, находящиеся в полости около этой поверхности, имеющие отрицательный потенциал, отталкиваются от поверхности, что исключает их налипание на нее, т.е. адгезия практически равна нулю. Зарядка частиц в полости около оптической поверхности отрицательным потенциа

5

0

5

5 0 5

0

5

лом обеспечивается кольцевыми электродами 17 или 19 (коронирующими). На выходы а,б коммутатора передается от источника 6 разноименный потенциал (положительный и отрицательный), которьй изменяется на противоположный на каждой клемме с частотой, определяющейся минимальным временем зарядки частиц. Например, частицы радиусом 1 мкм под действием электрического поля получают за 1 с число элементарных зарядов 244 при напряженности электрического поля 2 кВ/см. Практически при частоте переключения 1 Гц частицы получают предельный заряд в результате столкновения ионов газа с нейтральными частицами. Эти столкновения имеют место вследствие направленного движения ионов к частице вдоль силовых линий электрического поля электродов и беспорядочного теплового (броуновского) движения ионов,

Частицы, получившие заряд, перемещаясь в направлении потока газа (воздуха) , могут осесть на поверхности электрода противоположного знака. Но, так как оптическая поверхность (диэлектрик) заряжена одноименным зарядом с частицами, последние отталкиваются от нее, чем и обусловливается исключение запыления рабочей оптической поверхности.

Через 1 с коммутатор 7 меняет полярность на электродах и частицы, имеющие разноименный заряд с оптической поверхностью и поэтому осевщие на последней в предыдущем цикле (за предыдущую 1 с), отталкиваются, очищая оптическую поверхность. Частицы могут получить разноименный заряд в потоке газа, прошедшем по периферии заряжающего электрода 17 (19), т.е. изменение полярности на электродах необходимо для исключения оседания частиц, не получивших заряд на электродах 17 и 19.

В результате воздействия электрических сил через электроды 17 и 19 возможно изменение истинной оптической плотности во внутренней полости кольца этих электродов, поэтому коммутатор 7 выдает постоянное напряжение (разрешающий сигнал) на схемы И 10 и 11 только в момент снятия напряжения с электродов 16-19. На второй вход схем И 10 и 11 приходит сигнал с источников 8 и 9 питания, что определяет прохождение питания через модулятор 12 на излучатель 1 света. Через контролируемую среду проходит световое излучение, интенсивность которого зависит от оптической плотности дымовых газов и фиксируется на фотопреобразователе 2. Модулятор 12 осуществляет модуляцию сигнала н частоте, исключающей влияние на полезный сигнал помех (1-2 кГц). В фильтре 13 происходит выделение этого сигнала и после усиления - фиксация На приборе 15.

В качестве излучателя света возможно использовать светодиод в инфракрасном диапазоне излучения.

При стабильной работы дымососа, исключающей регулярные выбросы твердых частиц из отверстия 5, возможно через коммутатор 7 подавать сигнал для постоянного срабатывания схемы И 10(11). В этом случае измерения проводятся непрерывно, одновременно с подачей напряжения на электроды 16-19. Стабильная работа дьмососа определяется степенью износа его лопаток, т.е. равномерностью износа. При неравномерном износе лопаток (зависящем в основном от качества изготовления лопаток дымососа) подсасывание воздуха через отверстия в стакане осуществляется неравномерно, пульсации накладываются друг на друга, определяя выбросы дымовых газов из отверстия 5 к оптическим элементам измерителя. В этом случае возможны достаточные интенсивные запыле ния элементов. Периодическое подключение электродов к источнику 6 осуществляет сброс осевишх частиц на излучателе 1 и фотопреобразователе 2 (их линзах, оптических элементах). Однако при сбрасывании этих частиц в измерительном канале между, например, излучателем 1 и отверстием 5 наблюдается повышение концентрации твердых частиц, причем это повышение не несет информации о изменениях концентрации (оптической плотности) дымовых газов в газоходе, т.е. является погрешностью. Для исключения ее измерения проводят после подачи высоковольтного напряжения на электроды 16,18 и 17,19, Одновременно с подачей положительного напряжения (6-8 кВ) на электроды 16 и 18 в первую секунду подается положительное напряжение, а отрицательное напряжение - на электроды 17 и 19, во вторую секунду на электроды 16 и 18 - отрицательное напряжения, а на элек- троды 17 и 19 - положительное, в третью и четвертую секунды постоянное напряжение с третьего выхода коммутатора 7 подается на включение схем И 10 и 11 и, следовательно, проведение измерительного цикла (фиг.З), Описанный режим необходимо осуществлять при значительном износе дымососа, т.е. после 0,5 г. использования дымососа после ремонта (эта не-

личина приближенйая и для каждого котлоагрегата различна, так как зависит от условий эксплуатации, типа угля и т.д.). До этого периода возможно использовать режим с поетоянной подачей напряжения на клемму Ь, т.е. с проведением непрерывных измерений .

25

Формула изобретения

Устройство для измерения оптической плотности дымовых газов в газоходе , содержащее излучатель и фото- преобразователь, установленные на

противоположных стенках газохода в торцах стакан.ов, совмещенных с отверстиями в стенках газохода, и показывающий прибор, отличающееся тем, что, с целью повьщ1еНИН точности и надежности измерений, оно дополнительно содержит источник высокого напряжения, коммутатор с одним входом и тремя выходами, две схемы И, два источника питания, модулятор фильтр и усилитель с цепями питания и две пары кольцевых электродов , первые электроды каждой пары установлены в стаканах концентрично между стенкой газохода и соответственно фотопреобразователем и излучателем света, вторые электроды каждой пары установлены в стаканах концентрично соответственно на фотопреобразователе и излучателе света, первые

электроды каждой пары соединены с первым выходом коммутатора, вторые электроды каждой пары - с вторым выходом коммутатора, вход которого соединен с источником высокого напря-

жения, а третий выход - с первыми входами обеих схем И, к вторым входам которых подключены источники питанияJ выход первой схемы И через модулятор соединен с излучателем

света, выход второй схемы И - с цепями питания фильтра и усилителя, причем последние соединены последовательно, вход фильтра подключен к фотопреобразователю, а выход усилителя - к показывающему прибору.

Изобретение относится к энергетике и позволяет повысить точность и надежность измерений оптической плотности газов. Для этого на излучателе 1 света и фотопреобразователе 2 установлены кольцевые электроды 16 и 18, кольцевые электроды 17 и 19 расположены между излучателем 1 и фотопреобразователем 2 и отверстиями 5 в стенках газохода 3. На электроды 16, 17 и 18, 19 от источника 6 через коммутатор 7 подают разнополярные импульсы высокого напряжения, что позволяет очистить оптические поверхности излучателя 1 и фотопреобразователя 2 от налипших твердых частиц. Измерение оптической плотности производят в промежутках между импульсами высокого напряжения, что обеспечивается подачей импульсов постоянного тока на входы схем И 10 и 11. Через схему И 10 источник питания 8 соединен с модулятором 12 излучателя, а через схему И 11 источник 9 связан с цепями питания фильтра 13 и усилителя 14, через которые фотопреобразователь 2 соединен с показывающим прибором 15. 3 ил.

1 г У ff 5 S 7 в 9 Юи 12 Фие