Измеритель масляного тумана Советский патент 1974 года по МПК G01N15/00 G01N27/00 

1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и быть использовано для определения концентрации масляного тумана в двигателях.

Известны измерители масляного тумана.

Однако в известных измерителях наблюдается большая зависимость их показаний от оседания конденсирующегося масляного тумана и продуктов сгорания в измерительном элементе. Вследствие этого известные приборы обнаруживают склонность к ложным срабатываниям системы сигнализации опасной концентрации.

Целью изобретения является повышение надежности измерителя.

Для этого электропривод оптического компенсатора коррекции нуля снабжен электродвигателем, соединенным с реле сигнализации, к которому последовательно подключены контакты сигнального устройства, подключенные к измерительному клину, реверсивными двигателями, кинематически связаннылги с оптическими компенсаторами, подключенными перекидными контактами через усилитель к измерительному мосту.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена принципиальная оптическая схема; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема; на фиг. 3 - циклограм

ма работы обегающего и программного устройства.

Измеритель содержит источник света 1 (см. фиг. 1), преломляющие зеркала 2 и 3, коллиматорные линзы 4 и 5, измерительный 6 и подстроечный 7 оптические компенсаторы (клинья), кюветы 8 и 9, фоторезисторы 10 и И. В электрической части измерителя имеется вентилятор 12, электродвигатель 13 обегающего устройства с вращающимся распределителем, включенным последовательно с кнопкой 14, размыкающим контактом 15 реле сигнализации и размыкающим контактом 16 реле времени.

Электродвигатель 17 программного устройства подключается к сети кнопкой 18 или автоматически при помощи контактов 19, 20 или 21. Контакт 22 установлен с целью самоблокировки.

В цепи реле сигнализации 23 последовательно включены кнопка 24, контакты 25 и 26 сигнального устройства, связанные с измерительным клином 6, блокировки 27 и предварительного включения 28, связанные соответственно с обегающим и программным устройствами. Контакт 29 автоблокировочный.

Через кнопку 30 поступает питание на реле 31 проверки чувствительности. Звуковая 32 и световая (красная лампа) 33 сигнализации, в цепи которых включены соответствующие кон3

такты 34 и 35 реле сигнализации 23. Цифровой электронный индикатор 36 с выпрямительным диодом 37 и балластным резистором

38включен иоследовательно с коммутатором

39обегающего устройства, 40 - зеленая лампа индикации включения прибора; 41, 42 и 43 - соответственно желтая ламна и контакты сигнализации отказа коррекции нуля; 44, 45, 46 - балластные резисторы, выпрямляющий диод 47, контакт 48 токового реле в цени лампы осветителя.

Контакты 42 и 43 связаны с подстроенным онтическим клином 7. Трансформатор 49 имеет две вторичные обмотки 49-1 на 100 в и 49-2 на 18 в.

Фоторезисторы рабочего 50 и сравнительного 51 каналов совместно с переменным резистором 52 составляют измерительный мост.

Переменный резистор 53 может включаться перекидными контактами 54 реле 31 вместо фоторезистора 51.

Выход моста соединен с входом полупроводникового усилителя 55.

К выходу усилителя 55 в зависимости от режима работы при помощи контактов 56 и 57 программного устройства подключается один из двух реверсивных двигателей 58 или 59, кинематически связанных соответственно с измерительным 6 или подстроечным 7 оптическими клиньями.

Транзисторы 60, 61, конденсатор 62, резисторы 63, 64, электромагнитное реле 65, кулачки 66, 67 с контактами 68-71 являются элементами реле времени.

Лампа осветителя 72 с последовательно соединенной обмоткой токового реле 73 подключена к выходу полупроводникового стабилизатора напряжения 74.

Выпрямительный мост 75, составленный из диодов, для питания реле времени и подачи напрял ения на вход стабилизатора 74.

Измеритель работает следующим образом.

Воздух, содер кащий пары масла, непрерывно прогоняют вентилятором 12 по трубкам, соедипяющим прибор с контролируемыми кривошипными камерами дизеля. При этом вращающийся распределитель обегающего устройства присоединяет поочередно каждую трубку к нрибору. Электродвигатель 13 обегающего устройства управляется электронным реле времени следующим образом.

Пусть кулачок 67 находится в таком положении, при котором контакты 69 и 70 разомкнуты. В этом случае конденсатор 62 заряжается, транзистор 60 открыт, транзистор 61 заперт, реле 65 обесточено и своим размыкающим контактом 16 включает электродвигатель 13. При вращении кулачка 67 замыкаются контакты 70 и 69. Контакт 69 блокирует включение двигателя 13. При замыкании контакта 70 конденсатор 62 разряжается, транзистор 60 запирается, а транзистор 61 отпирается и скачкообразно переходит в режим насыщения, реле 65 срабатывает и контакт 16 размыкается. Однако электродвигатель 13 продолжает

вращаться, пока следующая впадина кулачка 67 не разомкнет контакты 69, 70. Начинается процесс заряда конденсатора 62. Через время задержки, задаваемое емкостью конденсатора 5 62 и сопротивлением резистора 64 конденсатор 62 зарядится и наступит лавинообразный процесс опрокидывания релейного усилителя, по окончании которого реле 65 обесточится, контакт 16 замкнется и двигатель 13 вклю10 чится.

Во время подачи в измерительную кювету 8 воздуха с нарами масла из очередной кривошипной камеры из остальных камер воздух с усредненной концентрацией масляного тумана, так называемый фон, подается в кювету 9 сравнительного оптического канала.

Такой принцип измерения дает возможность выявить разницу в степени плотности паров масла в различных камерах дизеля. Эта разница для конкретного типа дизелей не должна превышать определенного значения по щкале прибора.

Для измерения общей усредненной плотности паров масла во всех кривошипных каме5 pax картера дизеля за каждый оборот вращающегося распределителя в измерительную кювету подается воздух из картера, а в сравнительную - чистый воздух из атмосферы. При этом показания также не должны превы0 щать определенной нормы. Измерение оптической плотности картерного воздуха в зависимости от содержания в нем масляного тумана вызывает изменение освещенности и сопротивления фоторезисторов 50, 51. Возникающий

5 сигнал разбаланса моста поступает на вход усилителя 55 и после усиления подается на управляющую обмотку двигателя 58, связанного кинематически с клином 6.

Отработка двигателя будет происходить до

0 тех нор, пока не наступит равновесие моста.

Мерой отсчета является угол поворота клина, связанного со стрелкой. Если при контроле какой-либо из кривошипных камер, например приведенной на фиг. 3 камеры N° 78, стрелка дойдет до отметки опасной концентрации, то произойдет срабатывание контактов; контакт 19 замыкает цепь двигателя 17 программного устройства коррекции

0 нуля, контакт 25 подготавливает цепь включения реле 23.

После отработки программным устройством полного цикла, блокировочный контакт 22 размыкается и программное устройство оста5 навливается.

Так как отклонение стрелки до отметки опасной концентрации может произойти не только из-за повышения концентрации масляного тумана, но также из-за загрязнения окон

0 кювет и элементов оптики, то, чтобы избежать ложного срабатывания сигнализации, в приборе применена автоматическая коррекция (подстройка) нуля, осуществляемая при помощи программного устройства, состоящего

из контактов 22, 28, 56, 57, 71, управляемых

по заданной циклограмме (см. фиг. 3) при помощи кулачков.

При срабатывании контакта 57 происходит отсоединение «измерительного двигателя 58 от выхода усилителя 55 и присоединение к обмотке 49-2 трансформатора 49.

При этом напряжение подается в фазе, обеспечивающей отработку двигателя с клином 6 в нулевое положение.

При переключении контакта 56 к выходу усилителя присоединяется двигатель 59 с клином автоподстройки 7.

Одновременно с переключением контакта 57 срабатывает контакт 71, разрывая цепь разряда конденсатора 62 реле времени, что приводит к обесточиванию реле 65, замыканию контакта 16 и включению двигателя 13 обегающего устройства. Когда обегающее устройство дойдет до положения контроля последней кривошипной камеры, контакты 68 и 69 замкнутся, конденсатор 62 разрядится, приводя к размыканию контакта 16. Как только обегающее устройство достигнет положения 85, контакт 70 разомкнется и двигатель 13 обегающего устройства остановится. Одновременно разомкнутся контакты 68 и 69, наступит процесс заряда конденсатора 62 и через 4 сек снова начнется лавинообразный процесс «опрокидывания схемы и пуска двигателя 13. Время движения обегающего устройства между двумя последовательными остановками составляет 2 сек, поэтому общее время контроля каждой камеры равняется 6 сек.

Таким образом, при работе программного устройства коррекции нуля его контакт 71 совместно с контактами 68 обегающего устройства обеспечивает непрерывное вращение последнего, за исключением положения 85, в котором обеспечивается остановка на 4 сек для коррекнии нуля. Поэтому время полного цикла Гц сокращается почти в 3 раза, составляя 7,; (11 положений) 2 сек сек 26 сек вместо 66 сек, которые получаются при нормальной работе обегающего устройства. Продолжительность нахождения в замкнутом состоянии блокировочного контакта 22 обеспечивает указанное время и с перекрытием в несколько секунд (3-4 сек) составляет 30 сек (см. циклограмму на фиг. 3).

В положении 85 в обе кюветы подается так называемый «фон, т. е. картерный воздух с усредненной концентрацией масляного тумана всех кривошипных камер. В этом случае при отсутствии загрязнения кювет, элементов оптики, старения лампы и т. д. измерительный мост остается уравновешенным.

При воздействии вышеперечисленных факторов «увода нуля на выходе моста появляется напряжение разбаланса, которое после усиления при переключении контактов 56 снона подключает двигатель 58 к выходу усилителя 55.

К моменту окончания отработки программного устройства обегающее устройство установится в положении контроля той кривошинной камеры, которая вызвала запуск программного устройства. За одну - две секунды до указанного момента замкнутся контакты 28 в цепи реле 23 сигнального устройства.

Если в кривошипной камере концентрация масляного тумана действительно окажется превышающей норму, то снова замкнутся контакты 19 и 25. Совмещение по времени нахождения в замкнутом состоянии контактов 25 и 28 вызовет срабатывание реле 23. которое производит следующие переключения:

-контакт 15 размыкается и разрывает цепь двигателя 13, тем самым останавливая обегающее устройство в положении контроля камеры с опасной концентрацией масляного тумана;

-контакт 34 включает звуковой сигнал 32;

-перекидной контакт 35 отключает питание от зеленой лампы 40 и подается на красную лампу 33;

-контактом автоблокировки 29 реле 23 удерживает себя во включенном состоянии.

Выключается реле 24 только вручную нри помощи кнопки 25.

Вращающийся распределитель по желанию оператора может быть остановлен в положении любой кривошипной камеры.

Для этого необходимо в соответствующий момент, ориентируясь по цифровому индикатору 36, нажать на кнопку 4 и удерживать в нажатом состоянии.

Также вручную, кратковрезменньпт нажатием на кнопку 18. можно включить програм тное устройство коррекции нуля.

При значительном неолттнаковол загрязнении кювет подстроенный клин может повернуться до конца и исчерпать свои компенсационные возможности. В зависи тости от того, какая из кювет больше загрязнилась, переключатся контакты 42 или 43, механически связанные с подстроечньтм клином, включат же,птую лампочку 41 и отключат зе,1еную 40 (или красную 33).

При значительном, но более или менее одинаковом загрязнении обеих кювет может оказаться, что система коррекции нуля еще функционирует, но обшая чувствительность прибора из-за недостаточной освещенности фоторезисторов 50, 51 может заметно снизиться.

Устройство, контролирующее чувствительность прибора в процессе эксплуатации, работает следующим образом.

Кнопкой 30 включается в сеть реле 3, которое своим перекидным контактом 54 вместо фоторезнстора 51 сравнительного канала включает в плечо Focтa переменный резистор 53, регулировка которого производится при нормально работающем приборе и чистых кюветах, заполненных «фоном. Регулировкой резистора 53 добиваются сохранения балансировки моста при нулевом положении стрелки.

При загрязнении кювет сопротивление фоторезисторов 50, 51 возрастает и при включении в плечо моста. р;:нее отрегулированного при чистых кюветах, резистора 53 наступит

разбаланс моста, зависящий от степени загрязнения кювет.

Отклонение стрелки больше определенного предела свидетельствует о необходимости очистки кювет.

Так как у нормально работающего дизеля разница оптических плотностей сравнительной и измерительной кювет, заполненных соответственно чистым воздухом и «фоном значительно выше, чем при контроле паров масла в отдельных камерах, то при измерении концентрации «фона клин (стрелка) повернется на угол, больший того, при котором замыкаются контакты 19 и 25, включающие коррекцию нуля.

Чтобы этого не происходило, последовательно в цепь контактов 19 и 25 введены размыкающие контакты 20 и 27, размыкающиеся обегающим устройством в положении В (см. фиг. 3), последнего измерения фона.

В случае, если концентрация «фона достигнет опасной величины, то оптический клин повернется на полный угол и за.мкнет контакты 21 и 26, включающие коррекцию нуля.

Предмет изобретения

Измеритель масляного тумана, содержащий источник света, кюветы, светоприемники, обегающее распределительное устройство отбора пробы, усилитель, измерительный и оптический компенсатор, программное устройство,

оптический компенсатор коррекции нуля с электроприводом и сигнальное устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, электропривод оптического компенсатора коррекции нуля снабжен

электродвигателем, соединенным с реле сигнализации, к которому последовательно подключены контакты сигнального устройства, подключенные к измерительному клину, реверсивными двигателями, кинематически связанными с оптическими компенсаторами, подключенными перекидными контактами через усилитель к измерительному мосту.

-Д .U

у/г

7

|Г

Фиг. 1

(9Uli/OUJHO)l

Offwjnodwsfi

дэтсюгадо