Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК G01N21/53 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в машиностроительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности, где имеется необходимость измерения дымности (непрозрачности) транспортируемой газовой среды

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения дымности.

Устройство содержит источник 1 света, фотоприемник 2. расположенные на одной

оптической оси и установленные на трубе 3, размещенной на пути отработавших газов двигателя внутреннегосгорания Блок 4 тер- мостатирования осуществляет стабилизацию температуры фотоприемника. Усилитель 5 и подключенный к его выходу блок 6 индикации представляют собой цепь измерения дымности. Фотоприемник 2, усилитель 5, усилитель 7 разности, фильтр 8 нижних частот, устройство 9 выборки-хранения, блок 10 питания источника света и источник 1 света по сигналу сигнализатора 11 перемещения отработавших газов, поступающему во время отсутствия измерения дымности на управляющий вход устройства.9, замыкаются в цепь отрицао

СА СЛ

О 00

01

тельной обратной связи и представляют собой цепь автоматической регулировки яркости.

Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Сигнализатор 11 автоматически в зависимости от наличия или отсутствия информации и движении отработавших газов формирует сигнал, по которому срабатывает устройство 9 выборки-хранения, при этом имеет место либо режим измерения дымности (устройство 9 находится в режиме хранения, цепь отрицательной обратной связи разорвана), либо режим автоматической регулировки яркости свечения (напряжение с выхода фильтра 8 поступает на вход блока 10 питания, цепь отрицательной обратной связи замкнута).

В режиме автоматической регулировки яркости управление яркостью источника света осуществляется блоком 10 питания так. чтобы напряжение с выхода усилителя 5 достигло пороговой величины, соответствующей нулевому значению дымности, независимо от загрязнения оптики, уровня внешней освещенности, дрейфов нуля усилителя.

Таким образом, в промежутках между измерениями дымности осуществляется автоматическая подстройка нулевого уровня дымности При этом освещенность фотоприемника не меняется и, следовательно, его чувствительность, зависящая от освещенности, остается неизменной.

Стабилизация чувствительности фотоприемника 2 производится не только путем поддержания к началу измерения фиксированного уровня его освещенности, но и за счет поддержания неизменной его температуры при помощи блока 4 термостатирова- ния. Например, в случае, когда в качестве фотоприемника используется кремниевый фотодиод, колебание температуры в 50°С может привести к изменению показаний дымности более десяти процентов.

При задании с помощью сигнализатора 11 режима измерения дымности отрицательная обратная связь разрывается и яркость источника света фиксируется, так как с устройства 9 выборки-хранения поступает фиксированное напряжение. Отработавшие газы пересекают световой луч и уменьшают освещенность приемника света, это уменьшение освещенности преобразуется фотоприемником 2 в электрический сигнал, усиливается в усилителе 5 и отображается блоком 6 индикации в единицах дымности.

В качестве сигнализатора 11 перемещения обработавших газов могут служить дат- чики давления или температуры, устанавливаемые в потоке отработавших газов, датчики вибрации двигателя, акустические датчики, сигнализирующие о включении двигателя.

В момент начала движения отработавших газов имеет место резкое уменьшение

0 освещенности приемника света (в случае, если система авторегулировки яркости инерционная, т.е. постоянная времени фильтра 8 нижних частот велика) резкое изменение сигнала дымности с выхода усили5 теля 5. Поэтому в качестве сигнализатора 11 перемещения отработавших газов можно также использовать измеритель скорости изменения сигнала с выхода усилителя 5, соединенный с соответствующим блоком

0 обработки. Последний, например, может представлять собой одновибратор, формирующий импульс режима измерения в том случае, когда измеряемая скорость превышает пороговую величину (длительность им5 пульса - несколько минут, необходимых для проведения измерений дымности).

Изобретение обладает следующими преимуществами:

фотоприемник имеет фиксированную

0 чувствительность за счет стабилизации его температуры и освещенности:

в промежутках между замерами дымности осуществляется автоматическая подстройка нулевых показаний блока

5 индикации;

отсутствует узел подачи воздуха для очистки от загрязнения, так как достаточно мощный источник света может обеспечить работоспособность устройства при наличии

0 загрязнения оптики

Формула изобретения 1. Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащее источник света и

5 фотоприемник, расположенные на одной оптической оси, блок питания источника света, выход фотоприемника через усилитель соединен с входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью

0 повышения точности и быстродействия измерений, в устройство введены блок термо- статирования, усилитель разности, источник опорного напряжения, фильтр нижних частот и устройство выборки-хране5 ния, к управляющему входу которого подключен сигнализатор перемещения отработавших газов, а блок питания источника света снабжен входом управления, при этом выход усилителя через последовательно соединенные усилитель разности,

фильтр нижних частот и устройство выборки-хранения соединен с входом управления блока питания источника света, выход источника опорного напряжения подключен к второму входу усилителя разности, а фотоприемник установлен в блоке термостати- рования.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде датчика давления, размещенного в потоке отработавших газов и соединенного с блоком обработки его сигнопа.

3. Устройство поп.1,отличэющее- с я тем, что сигнализатор перемещения от0

работавших газов выполнен в виде датчика температуры, размещенного в потоке отработавших газов и соединенного с блоком обработки его сигнала.

4.Устройство поп.1.отличающее- с я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде виброакустического датчика, соединенного с блоком обработки его сигнала.

5.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде измерителя скорости изменения сигнала дымности, соединенного с блоком обработки его сигнала.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений дымности. Устройство содержит источник света и фотоприемник, расположенные на одной оптической оси, сигнализатор перемещения отработавших газов, блок термо- статирования, а также цепь измерения дымности и цепь автоматической регулировки яркости. Цепь измерения дымности включает усилитель и блок индикации. Цепь регулировки яркости функционирует только в промежутках между замерами дымности и включает в себя последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, усилитель разности, фильтр нижних частот, устройство выборки-хранения, управляемый источник питания источника света и источник света В промежутках между замерами дымности осуществляются за счет действия отрицательнойобратнойсвязи автоматическая регулировка яркости источника света и подстройка освещенности фотоприемника до фиксированной величины. 4 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л