Способ определения концентрации твердых частиц в запыленном газовом потоке с переменным фракционным составом Советский патент 1991 года по МПК G01N15/02 

мирующим устройством 6 (фиг. 4), и система 7 светоприемников. Сканирование луча в газоходе 1 осуществляется по траектории 8 (фиг. 1) илм 9 в диафрагмированном сечении (фиг. 2). Система 7 светоприемников подсоединена к устройству 10 синхронизации сигналов, подключенному к последовательно соединенным вычислительному устройству 11 и устройству 12 отображения информации.

Способ осуществляется следующим образом.

Запыленный поток, взаимодействуя с препятствием 2 или устройством 3 для отсоса части потока, отклоняется от оси течения. Твердые частицы, неразличимые в основном потоке, дифференцируются по размерам в возмущенной области потока благодаря различным инерционным и аэродинамическим характеристикам фракций, составляющих твердую фазу (линии тока газа и частиц трех фракций показаны сплошными линиями на фиг. 1 и 2). Для конкретной формы канала и препятствия можно рассчитать поле параметра В|(х, у), где 1 1,2

N - основные фракции полидисперсной фазы; х, у - координаты. Луч света от источника 4, проходя модулятор 5, обеспечивающий сканирование луча вдоль заданной траектории 8, или диафрагмирующее устройство 6, обеспечивающее периодическое изменение площади поперечного сечения луча по траектории 9, попадает на систему 7 светоприемников. Измеряя ослабление света вдоль лучей, определяют спектр оптических плотностей QJ (где j 1, 2,...), который регистрируется с помощью устройства 10 синхронизации сигналов и вычислительного устройства 11.

Связь оптических и концентрационных характеристик запыленного потока в плоскости течения с координатами xj, yj описывается законом Бугера-Ламберта-Бера, который можно записать в виде

Qj-jBiiA.,(1)

где до - массовая концентрация i-й фазы полидисперсной твердой фазы;

By - расчетный параметр, характеризующий Но фракцию в направлении j.

Минимизируя неувязку между измеренным и рассчитанным по формуле (1) значениями оптической плотности с помощью алгоритма, имеющего вид

M-G 1 Ф,

где G и Ф- матрицы параметров, зависящих от геометрии устройства или места расположения датчиков;

М - матрица, составленная из концентраций основных фракций, M ui,jU2,...v«Nr1; 911 gi2...giN

G ;(2)

.giM1 9NN J

p fl,f2...fNp1.

где fi и gki - параметры, зависящие от геометрии устройства и мест расположения датчиков,

fk- 1(00 V(Bkj);(3)c

m

gw 2 V (Bkj) V (Вц)(4)

j 1

причем функции определяются видом устройства, реализующим данный способ,

Qj Dj/L,(5)

где DJ - оптическая плотность среды;

QJ - оптическая плотность среды от источника до j-ro светоприемника или j-ro измерения за период в расчете на единицу длины L луча (j 1, ...,m)

5

0

5

BiJ |(

K| .f П| ч

р Ri А пю ;j

(6)

где BIJ - расчетный параметр, зависящий oi относительного изменения плотностей 1-й фазы в возмущенной области потока (r i/nio)j; этом то - концентрация 1-й фазы в невозмущенной части потока, а щ - в возмущенной,

коэффициента ослабления света одиночной частицей ki, плотности pi, радиуса частицы RU получают массовые концентрации основm

ных фаз /4 и суммированием / Ј /и - мас) 1

совую концентрацию твердой фазы.

Указанный алгоритм реализован в вычислительном устройстве 11, а результаты обработки данных отображаются устройством 12,

Формула изобретения

5

Способ определения концентрации

твердых частиц в запыленном газовом потоке с переменным фракционным составом путем отклонения по меньшей меречасти потока , от оси течения, просвечивания этой части

o потока оптическим лучом в направлении, перпендикулярном к плоскости отклонения и определения массовой концентрации твердой фазы основного потока по изменению измеряемого значения оптической

5 плотности отклоненной части потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, просвечивание осуществляют со сканированием луча по траектории вдоль отклоненного участка или с периодическим

изменением площади поперечного сечения луча, по измеренным значениям ослабления запыленным потоком луча определяют спектр оптических плотностей потока, а определение массовой концентрации М твердой фазы основного потока осуществляют суммированием концентраций отдельных фракций, полученных по указанному спектру оптических плотностей в соответствии с формулой

M G

-1

Ф,

где G и Ф - матрицы параметров, зависящих от геометрии устройства и мест расположения датчиков;

М - матрица, составленная из концентраций основных фракций.

Изобретение относится к оптическим средствам измерения и может быть использовано при контроле загрязнений окружающей среды запыленными потоками газов и измерении в них концентрации пыли. Цель изобретения - повышение точности. Сущность способа заключается в отклонении по меньшей мере части потока от оси течения, Изобретение относится к оптическим средствам измерения и может быть использовано при контроле загрязнений окружающей среды запыленными потоками газов, измерении концентрации пыли в технологическом оборудовании энергетических и химических производств. Целью изобретения является повышение точности результатов. На фиг. 1 изображен прямолинейный участок газохода с локальным препятствием; на фиг. 2 - прямолинейный участок газохода с отсосом части потока; на фиг. 3 - схема со сканированием луча в потоке с просвечивании этой части потока оптическим лучом в направлении, перпендикулярном плоскости отклонения, и определении массовой концентрации твердой фазы основного потока по изменению измеряемого значения оптической плотности отклоненной части потока. При этом просвечивание осуществляют со сканированием луча по траектории вдоль отклоненного участка или с периодическим изменением площади поперечного сечения луча. По измеренным значениям ослабления запыленным потоком луча определяют спектр оптических плотностей потока, а определение концентрации М твердой фазы основного потока осуществляют суммирование концентраций отдельных фракций, полученных по указанному спектру оптических плотностей в соответствии с формулой М Ф, где G и Ф- матрицы параметров, зависящих от геометрии устройства и мест расположения датчиков; М - матрица, составленная из концентрации основных фракций. 4 ил. s fe локальным препятствием; на фиг. 4 - схема с диафрагмированием оптического луча в газоходе с отсосом части потока. Устройство для реализации,способа представляет собой газоход 1, в котором установлено локальное препятствие 2 (фиг, 1) или устройство 3 для отсоса части потока (фиг. 2), обеспечивающие дифференциацию части по размерам в плоскости отклонения потока на противолежащих стенах газохода 1. В плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения потока, размещены источник 4 света, соединенный с модулятором 5 направления луча (фиг. 3) или диафрагOs ю со Os 42k

7//7/////////////////////////////////////s

Фиг.1

Фиг. 2

v Г I I Фиг.З