Измеритель оптической плотности текущих газов с твердыми включениями Советский патент 1991 года по МПК G01N21/53 

Изобретение относится к технической физике, в частности к измерителям оптической плотности текущих газов с твердыми включениями, и может быть использовано для измерения концентрационно-пневмот- ранспортных систем промышленной вентиляции в различных отраслях народного хозяйства, где по воздуховодам перемещается удаляемая от технологического оборудования древесная, бумажная, мучная, цементная, угольная и др. пыль.

Целью изобретения является повышение точности при измерениях концентрации пыли в воздуховодных аспи- рационно-пневмотранспортных системах.

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Измеритель содержит источник света (не показан) и фотоприемник 1 с фокусирующей линзой 2. Фотоприемник 1, как и источник света, установлены в стаканах 3. установленных с внешней стороны газохода 4, с зазором, открытыми торцами навстречу друг другу у открытых окон 5 (второе окно не показано)в стенках газохода 4 с противоположных сторон. Фотоприемник 1 снабжен выходным усилителем 6, сигнал с которого поступает в прибор 7 индикации, например стрелочный прибор или самописец. Возможно снабжение прибора 7 сигнализатором предвзрывоопасных концентраций пыли в газоходе 4 или автоматического выключателя технологического оборудования - источника вводимой пыли.

Стаканы 3 на открытом торце имеют фланец 8, при этом открытая часть стаканов с фланцами снабжена колпаком 9 пылевоз- душного фильтра из нестатической ткани, например на несущем проволочном каркасе.

В зазоре между фланцем 8 и газоходом 4 установлен датчик 10 скорости потока, например бусинкового типа, вместе с электронным блоком 11 составляющий термоанемометр. Предпочтительно расположение этого датчика перед окном 5 по ходу движения пылевоздушной смеси со скоростью Vy.

Внутри газохода 4 на калиброванной высоте установлен другой аналогичный датчик 12, вместе с электронным блоком 13 образующий второй термоанемометр. Возможно выполнение электронных блоков 11 и 13 в виде интегральной двухканальной схемы. Пропорциональные скоростям воздушных потоков Vx (в зазоре под фланцем 8) и Vg в газоходе 4 электрические сигналы с выходов электронных блоков 11 и 13 поступают в блок 14 деления пропорционального Vx большего сигнала на пропорциональный

Vy меньший сигнал Указанное соотношение между сигналами определяется большей скоростью воздуха в зазоре под фланцем 8, чем в газоходе 4, имеющем значительно большее проходное сечение.

Между усилителем 6 фотоприемника 1 и индикаторным прибором 7 включен регулируемый усилитель 15, автоматическая регулировка коэффициента усиления которого

0 обеспечивается сигналом с выхода блока 14 деления, поступающим на регулируемый усилитель 15 через аттенюатор 16 одной из известных конструкций.

Устройство работает следующим обра5 зом.

При его настройке с подаваемым в газоход 4 незапыленным воздушным потоком перемещением стакана 3 зазор между его фланцем 8 и газоходом 4 с учетом аэродина0 мического сопротивления пылевоздушного фильтра подбирается таким, чтобы по показаниям датчика переносного термоанемометра (не показан), временно введенного в газоход 4 под обоими окнами 5, максимумы

5 обоих эпюр скоростей всасывания воздуха через окна 5 были равны и соответствовали номинальной величине заводской калибровки всего прибора, после чего этот вспомогательный датчик убирается.

0 Аттенюаторатом 16 и подстройкой начального коэффициента усиления усилителя 6 показания индикаторного прибора 7 устанавливаются на нуль отсчета концентрации пыли при данных мощностях источника све5 та (не показан) и чувствительности фотоприемника 1.

В режиме эксплуатации настроенный прибор при номинальной скорости воздушного потока Vy в газоходе 4 имеет неглубоко

0 проникающую в воздуховод эпюру скоростей всасывания воздуха под каждым из окон, эти эпюры равны по форме и заранее известны, благодаря чему систематическая погрешность измерений из-за возмущаю5 щего действия эпюр скоростей исключается из результатов измерений. В условиях, характерных для эксплуатации аспирационно-пневмотранспортных систем, нестабильностей расхода воздуха в

0 воздуховодах (из-за колебаний производительности вентагрегатов, переменного числа одновременно работающих технологических источников пыли, перекрывания пылеприемников временно неработающих

5 источников и т.д.) система автоматического регулирования усилителя 15 обеспечивает быстрое и непрерывное введение поправки в индикаторный прибор 7 на нестабильную во времени ошибку измерений из-за вариации формы сразу обеих эпюр скоростей всасывания воздуха под окнами 5. прямо пропорциональное отношению скоростей воздуха в зазоре с датчиком 10 и в газоходе 4 с датчиком 12. При этом точность показаний прибора 7 оказывается независимой от ва- риаций расхода воздуха в газоходе 4, так как блок деления сигналов 14 автоматически вводит в регулируемый усилитель 15 необходимую коррекцию этой случайной ошибки измерений.

Нежелательный эффект возмущения пылевоздушного потока эпюрами скоростей всасывания может быть сведен к минимуму за счет аэродинамического сопротивления пылевоэдушного фильтра 9 и снижения высоты зон возмущения в газоходе до нескольких процентов от его диаметра путем оптимального подбора толщины зазоров под фланцами 8 при регулировке прибора. Антистатическая ткань фильтра и короткие траектории воздушных струй всасывания воздуха из окружающего пространства не позволяют накапливаться электростатическим зарядам отдельных пылинок в зоне расположения линзы 2 (и не показанного на чертеже источника света), благодаря чему эти элементы оказываются надежно защищенными от налипания пылевых частиц в течение продолжительного периода эксплуатации прибора.

Формула изобретения 1. Измеритель оптической плотности текущих газов с твердыми включениями, содержащий источник света и фотоприем,ник,

размещенные в торцах стаканов, установленных с внешней стороны газохода с зазором открытыми торцами навстречу друг другу у противоположно расположенных в стенках газохода открытых окон соосно с ними, датчик скорости потока, размещенный с внешней стороны газохода у стакана с фотоприемником, а также прибор индикаций, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при измерениях концентрации пыли в воздуховодах аспираци- онных пневмотранспортных систем, он снабжен дополнительным датчиком скорости потока, блоком деления и регулируемым усилителем, при этом открытые торцы стаканов выполнены с фланцами, под фланцем стакана с фотоприемником расположен основной датчик скорости потока, выход которого, а также дополнительного датчика скорости потока, установленного в газоходе, соединены с входом блока деления, выходом подключенного к входу регулируемого усилителя, включенного между фотоприемником и прибором индикации.

2.Измеритель поп.1,отличающий- с я тем. что открытая часть стаканов с фланцами снабжена колпаком пылевоздушного фильтра из нестатической ткани, нижняя часть которого закреплена на поверхности газохода.

3.Измеритель поп.1.отличающий- с я тем, что стаканы установлены с возможностью перемещения и фиксации вдоль своей продольной оси.

Изобретение относится к измерителям оптической плотности текущих газов с твердыми включениями и может быть использовано для измерения концентрации пыли. Целью изобретения является повышение точности при измерениях концентрации пыли в воздуховодах аспирационно-пневмотранспортных систем. Для этого измеритель, имеющий размещенные в торцах стаканов 3 источник света (на черт. не показан) и фотоприемник 1, снабжен измерителями скорости потока 10 и 12, подключенными к делителю 14 для получения отношения их скоростей. Выход делителя 14 связан с регулируемым усилителем 15, включенным между выходом фотоприемника 1 и прибором 7 индикации. Такое выполнение устройства позволяет корректировать показания прибора в зависимости от отношения скоростей в газоходе 4 и в зазоре между фланцем 8 стакана 3 и стенкой газохода 4. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.