Оптический сигнализатор концентрации пыли

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 111) В 171 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 484544, кл. 0 08 В 17/00, 1974.2. Патент США 9 4237452,кл. 340-630, опублик. 1980 прототип(54)(57) 1. ОПТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОРКОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ, содержащий подключенный к генератору импульсов светоизлучатель, оптически соединенныйчерез рабочую камеру со светоприемником, выход которого подключен кусилителю переменного тока, компенсирующий светоизлучатель и пороговыйэлемент, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности сигнализатора, в него введенй аттенюатор светового потока, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и модулятор, компенсирукщий светоизлучатель оптически соединен через аттенюатор светового потока со светоприемником, выходы усилителя переменного тока и генератора импульсов подключены к входам фаэов го детектора, выход которого через усилитель постоянного тока подключен к управляющим входам порогового элемента и модулятора, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу компенсируквцего светоизлучателя.2. Оптический сигнализатор по п. 1, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем аттенюатор светового потока выполнен в виде вогнутого рефлектора с центральным отверстием.Изобретение относятся к автоматике и может быть использовано длярегистрации я сигнализации предельно допустимой концентрации пыли,аэрозолей, дыма, которая опаснадля здоровья людей, взрывоопаснаили приводит к нарушениям технологического процесса.Известен оптический сигнализ аторконцентрации пыли, содержащий источник света и приемник оптическогоизмерения,воспринимающий световойпоток, отраженный от пыли 1 .Недостатком этого устройства является его малая точность.Наиболее близким к изобретениюявляется сигнализ атор, содержащийподключенный к генератору импульсов светоизлучатель, оптически соединенный через рабочую камеру со светоприемником, выход которого подключен к усилители переменного тока,компенсирующий снетоиэлучатель,оптически связанный со светопркемником, выход снетоприемника подключен к входам двух усилителей переменного тока, выходы которых подключены к снетоизлучателям, выход одного усилителя через измеритель длительности импульсов подключен к пороговому элементу 2,Недостатком известного устройстваявляется то, что его рабочая камерадслжна быть надежно защищена От,внешнего освещения. В противном случае происходит изменение чувствительности фотоприемника за счет сдвига его рабочей точки, что приводит ксущественной ошибке при определении и сигнализации о пороговой концентрации дыма или пыли. Защита жепылевой камеры от внешнего освещения или применение отсасынающих трубок усложняет конструкцию и обычноприводит к дополнительной погрешности кз-за отличия концентрации пылин защищенной от света камере и висследуемом пространстве.Кроме того, данное устройствообладает малым быстродействием,Определяющимся длительной паузоймежду короткими информативными импульсами, так как данное устройствоработает по принципу временной модуляции.Цель изобретения - уменьшение нлиявлияния Фоновых эасветок, запыленности входного окна Фотоприемника,изменения температуры окружающей среды, что повышает его точность,а также упрощение предлагаемого оптического сигнализатора концентрацииПИЛИ. Цель достигается тем, что в оптический скгналкзатор концентоацки пыли, содеркащий подключенный к генератору импульсов светоизлучатель, Оптически соединенный через рабочую 5 1 О 2 О ,5 ЗО5 49 45 Щ 55 Щ камеру со светопркемни ком, выходкоторого подключен к усилителю переменного тока, компенсирующий светоизлучатель и пороговый элемент, введены аттенюатор светового потока,фазовый детектор, усилитель постоянного тока и модулятор, компенсирующий снетоизлучатель оптически соединен через аттенюатор светового потока со снетоприемнкком, выходы усилителя переменного тока и генератора импульсов подключены к входамфазового детектора, выход которогочерез усилитель постоянного токаподключен к управляющим входам порогового элемента и модулятора, сигнальный вход которого подключен кныходу генератора импульсов, а выход - к входу компенсирующего светоиэлучателя.ттенюатор светового потока выполнен н виде вогнутого рефлектора сцентральным отверстием.На Фиг, 1 представлена блок-схемапредлагаемого сигнализатора концентрации пыли; на фиг. 2 - конструк.ция аттенюатора светового потока,выполненного совместно со светоприемником и компенсирующим светоизлучателюмустройство содержит подключенныйк генератору 1 импульсов светоизлудатель 2, оптически. соединенный через рабочую камеру 3 со светоприемником 4, ныход которого подключен кусилителю 5 переменного тока, компенс.ирующий светоизлучатель б, оптически соединенный через аттенюатор 7 светового потока со снетоприемником 4,выход усилителя 6 переменного тока кгенератор 1 импульсов подключены квходам Фазового детектора 8, выходкоторого через усилитель 9 постоянного тока подключен к управляющим входам модулятора 10 и пороговогоэлемента 11, сигнальный вход модулятора 10 подключен к выходу генерато-ра 1 импульсОВ а ВыхОД - к вхОДукомпенсирующего светоизлучателя б.Компенсирующий светоизлучатель б," помощью пары винт-гайки 12 подвижно закреплен относительно аттенюатора 7 светового потока, выполненноговиде вогнутого рефлектора с центральным отверстием, а светоприемник 4 закреплен неподвижно.устройство работает следующимобразом,Генератор 1 импульсов нырабатывает прямоугольное напряжение стабильной частоты, которое подается наснетокзлучатель 2, Одновременно этоже напряжение подается на Фазовыйдетектор 8 и модулятор 10,Часть импульсного светового потока светоизлучателя 2, Отразившись от гвли, находящейся н рабочей каме1098017 ВНИИПИ Заказ 4210/41 Тираж 569 Подписное филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ре 3, попадает на светоприемник 4.На этот же светоприемник .4 поступает в противофазе импульсный световой поток от компенсирующего светоизлучателя б через аттенюатор 7 светового потока. При этом амплитудаимпульсов напряжения, питающих компенсирующий светоизлучатель б, определяется напряжением, поступающимс выхода усилителя 9 постоянноготока. Напряжение со светоприемника 4 усиливается избирательным усилителем переменного тока 5, а затемдемодулируется фазовым детектором 8и усиливается усилителем 9 постоянного тока. 15Если поступает импульсный световой поток, отраженный от пыли, тона выходе светоприемника 4 возникает напряжение, пропорциональноеэтому потоку. Оно усиливается назаданной частоте, демодулируется,модулируется и поступает в противофазе на компенсирующий светоизлучатель 6. Благодаря значительномукоэффициенту усиления усилителей 5и 9 происходит почти полное выравнивание по амплитуде световых потоков светоизлучателей 2 и б. Приэтом на выходе светоприемника 4 возникает небольшое переменное напряжение, поддерживающее импульсное свечение компенсирующего светоизлучателя 6, Усилитель 5 переменного токаи Фазовый детектор 8 обеспечиваютзащиту от световых импульсных помехпролюшленной частоты (например, люминесцентных ламп);Напряжение на выходе усилителя9 постоянного тока при пороговойконцентрации пыли пропорциональноконцентрации пыли, напряжению на 40выходе генератора 1 и обратно пропорционально коэффициенту передачиаттенюатора 7 светового потока имодулятора 10,Параметры устройства можно плавно регулировать в процессе настройки.Они же могут сохраняться весьмастабильными в процессе эксплуатацииприбора. В связи с этим устройствов целом легко поддается регулиров- ф ке и стабилизации. Работа устройстване зависит от сдвига рабочей точкисветоприемника 4 при появлении илиизменении внешнего освещения. По тойже причине допустимо изменение чувствительности светоприемника 4 с температурой со времени или эа счет егонекоторого запыления, Чтобы регулировать режим работы устройства в широких пределах, наиболее целесообразно изменять коэффициент передачиаттенюатора 7 светового потока.Во время передвижения компенсирующего светоизлучателя б вправо (почертежу) свет от него затеняетсяобратной стороной корпуса светоприемника 4 и в меньшей мере попадаетна рефлектор аттенюатора 7 светового потока, а значит и на фотоприемник 4, Таким образом, с помощью пары винт - гайка 12 можно плавноизменять коэффициент передачи аттенюатора 7 светового потока принастройке во время изготовлениясигнализатора. Установкой заменяемых матовых стекол 13 с различнойпропускной способностью света можно,грубо изменять коэффициенты передачи аттенюатора 7 светового потока.Зеркальная поверхность предохраняется от запыления за счет малогоотверстия в самом зеркале,Преимуществом такой конструкцииявляется расположение основныхэлементов в одном цилиндрическом корпусе на одной оси с отраженным световым потока, чем достигается ее компактность и технологичность. Предлагаемое устройство будет использоваться для сигнализации пороговыхконцентраций пыли на фабриках гербицидов. Оно может использоватьсятакже для измерения и сигнализациио предельных концентрациях дыма илиаэрозолей непосредственно в производственных помещениях, дымоходах,трубах и др. без использования смотровых оконЭкономическая эффективность. предлагаемого устройства обусловленауказанными его техническими особенностями.