Измеритель оптической плотности отработавших газов

(5)5 6.01 Й 21/53 ГОСУДАРСТВЕН 4 ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Ус;,Р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ос я 4(71) Научно-исследовательский институтприкладных физических проблем им. А.Н.Севченко(56) Патент ФРГ3 Ф 3006046, кл. 6 01 й 21/53, 1981,Авторское свидетельство СССРМ 1203410, кл. 6 01 М 21/53, 1986,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ(57) Изобретение касается оптоэлектронного аналитического приборостроения и может быть использовано для определенияоптической плотности отработавших газов,.Я 2 1672314 А 1 Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений при длительных замерах эа счет уменьшения загрязнения оптических поверхностей источника света и фотоприемника и их термостабилизации. Для этого камеры 4 выполнены в виде торов 21 с тангенциальными вводами 16 для подвода сжатого воздуха и с выходными соплами 22, которые образованы наружными поверхностями торов 21, повторяющими профиль их внутренних поверхностей. При этом торы 21 жестко прикреплены посредством спиральных газоотводящих коллекторов 5 к противоположным концам измерительного канала 3, з источник света 7 и фотоприемник расположены в перфорированных патрубках 19, сопряженных своей внутренней поверхностью с внутренней поверхностью торов 21.1 з,п, ф-лы. 3 ил,Изобретение относится к оптоэлектронному аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения оптической плотности отработавших газов, а также в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, где необходимо определять оптические характеристики (плотность, прозрачность, состав) рассеивающих сложных газовых сред: влагосодержащих, агрессивных, запыленных и им подобных, в частности, оно может использоваться для экспресс-контроля дымности дизельных двигателей транспортных средств с целью повышения их топливной и экологической эффективности,Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений при длительных замерах за счет уменьшения загрязнения оптических поверхностей источника света и фотоприемника и их термостабилиээции,На фиг. 1 изображена схема кенструкции измерителя оптической плотности отработавших газов; на фиг. 2 - конструкции камеры, продольный разрез; на фиг 3 - разрез А - А на фиг, 2,Измеритель содержит патрубки ввода 1 и вывода 2 отработавших газов, последний иэ которых выполнен в виде конфуэора и диффузора, соединенных наименьшими сечениями, измерительный канал 3, камеры 4 со спиральными гаэоотводящими коллекторами 5, трубопроводы 6 для отсоса смеси продувочного воздуха, отработавшего газа и чистого атмосферного воздуха, источник 7 света, фотоприемник 8, источник 9 сжатого воздуха, трубопровод 10 с фильтром 11 для подачи воздуха к источнику 9 сжатого воздуха, трубопровод 12 для подачи продувочного воздуха в калорифер 13 и далее по трубопроводам 14 через тройники 15 и тангенциальные вводы 16 - в камеры 4, датчик 17 давления и регистрирующее устройство 18.Камера 4 содержит корпус с перфорированным патрубком 19 (фиг. 2), имеющим на боковой поверхности отверстия 20, причем внутренняя поверхность патрубка 19 выполнена в виде конуса, сопряженного в его суженной части полым тором 21, Внутренняя поверхность выходного сопла 22 образована наружной поверхностью тора 21, повторяющей профиль его внутренней поверхности. Открытый торец перфорированного патрубка 19 и входнои торец выходного сопла 22 размещены в одной плоскости с кольцевым зазором 23. К торцу корпуса камеры 4 жестко прикреплен спиральный газоогводящий коллектор 5, который в свою очередь закреплен на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 измерительном канале 3 посредством втулки 24, Выход коллектора 5 соединен с трубопроводом 6, а источник света 7 и фотоприемник 8 закреплены вдоль оси измерительного канала 3 при помощи крышки 25, неподвижно подсоединенной к торцу перфорированного патрубка 19,Измерение плотности отработавших газов двигателя производится следующим образом.Патрубок 1 ввода герметично соединяют приемной частью с источником отработавших газов, например с выхлопной трубой глушителя шума выхлопа двигателя, Включают источник 9 сжатого воздуха, который всасывает чистый воздух через фильтр 11, трубопровод 10 и подает его по трубопроводу 12 в калорифер 13. Отсюда подогретый до необходимой температуры продувочный воздух по трубопроводам 14 через тройники 15 и тангенциальные вводы 16 поступает в камеры 4. Управление работой источника 9 сжатого воздуха обеспечивается датчиком 17 давления,Продувочный воздух под избыточным давлением поступает в полые торы 21, закручивается вокруг оси каждою тора и перемещается, а затем через кольцевой зазор 23 поступает в выходное сопло 22, При движении струи воздуха по тороидальной поверхности сопла 22 вследствие действия центробежной силы на этой поверхности получается давление, ниже давления окружающей среды. При этом пристенная струя прилипает к выпускной тороидальной поверхности (эффект Коанда). В этом случае отрыв наблюдается при угле г,оворота струи воздуха примерно 240 С.В приосевой области, расположенной между открытыми торцами перфорированного патрубка 19 и выходного сопла 22, образуется эона разрежения, в которую устремляется чистый атмосферный воздух, засасываемый через отвер=тия 20 патрубка 19 и по измерительному каналу 3, Воздушная смесь собирается спиральным гаэоотводящим коллектором 5 и подается по трубопроводу 6 внутрь патрубка вывода 2 там, где его сечение наименьшее. Затем включается источник 7 света и производится тарировка и установка указателя на "0" регистрирующего устройства 18,После этого включают двигатель и отработавшие газы, проходя по патрубкам 1 и 2, заполняют также измерительный канал 3, откуда они поступают в зону разрежения, захватываются расширяющимся потоком продувочного воздуха от выходного сопла 22, не доходя до оптических поверхностей источника света 7 (Фотоприемника 8) иуно50 сятся в обратном направлении через спиральный гаэоотводящий коллектор 5 и трубопровод 6 внутрь патрубка 2 вывода и далее в атмосферу, Одновременно навстречу потоку отработавшего газа через перфорированный патрубок 19 поступает в приосевую зону чистый атмосферный воздух, При этом происходит охлаждение источника 7 света и фотоприемника 8, Оба потока сталкиваются в области кольцевого зазора 23, захватываются расширяющимся потоком продувочного воздуха. в котором происходит концентрация мельчайших капелек масла, влаги и механических частичек (поступающих в тангенциальные вводы 16 совместно со сжатым воздухом от источни. ка 9 сжатого воздуха), и в спутном потоке выносятся через коллектор 5 в трубопровод 6. Таким образом, качество продувочногосжатого воздуха не оказывает существенного влияния на работу устройства, так как внем на пути прохождения лучей от источника 7 света к фотоприемнику 8 отсутствуютпостроения включения, могущие, кроме того, загрязнять оптические поверхности датчиков и вносить существенные поправки впроцессе длительной работы, которые грудно учитывать в процессе обработки данных,Поток света от источника 7 проходитчерез отработавшие газы и падает на фотоприемник 8. Последний воспринимает непоглощенную часть света. В зависимости отоптической плотности дымности) отработавших газов изменяется поглощение потока света, а фотоприемник а реагирует на зтииз ленения и подает сигнал на регистрирующее устройство 18,Дополнительный обогрев полого торг21, осуществляемый сжагым воздухом, нагретым в калорифере 13, обеспечивает термостабилизацию оптических поверхностейисточника 7 света и фотоприемника 8 засчет хорошей теплопроводности материалакорпуса камеры 4 и высокого коэффициента теплоотдачи с единицы поверхности тора21 особенно в зимнее время. Это позволяетпредохранить оптические поверхности датчиков от резких перепадов температур, вызывающих образование микротрещин наэтих поверхностях, и устранить запотевание оптики. 5 10 15 20 25 30 35 40 Расширение потока продувочного воздуха на выходе из сопла 22 до 240 (за счет эффекта Коанда) позволяет, используя плоский спиральный газоотводящий коллектор 5, быстро удалять отработавшую смесь газов и посторонние включения из зоны измерения, что способствует снижению инерционности, повышению точности и уменьшению габаритов устройства. Кроме того, конструкция устройства устраняет загрязнения датчиков при нестационарном режиме работы в момент включения или выключения двигателя, что значительно упростит процесс обслуживания, повысит надежность и срок службы прибора,Формула изобретения 1, Измеритель оптической плотности отработавших газов, содержащий размещенные на одной оси патрубка ввода и вывода отработавших газов, последний иэ которых выполнен в виде конфузора и диффузорд, соединенных между собой наименьшими сечениями, перпендикулярно им расположенный измерительный канал. по концам которого в камерах, связанных с источником сжатого воздуха, установлены источник света и фотоприемник, электрически соединенный с регис 1 рирующим устрой-твом, о тл ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения гочностинадежности измерений при длительных замерах, он снабжен спиральными газоотводящими коллекторами, а камеры выполнены в виде торов с тангенциальными вводами и выходными соплами, образованными наружными поверх-остями торов, а так е закрыгых с одного торца перфорированных пэтрубков с кону.ообразной внутренней поверхностью, сопояженной в ее суженной части с внутренней поверхностью в центре торов, при зч ом открытые 1 рцы перфорированн х патрубков расположены с зазором в од си плоскос.и с входными торцами выходных сопл. которые через спиральные газоотводящие коллекторы связаны, с измерительным каналом, а источник света и фотоприемник размегцены в закрытых торцах перфорированных патрубков,2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен калорифером, через который источник сжатого воздуха подсоединен к тангенциальным вводам камер, 16723141672314 акто ндо Тираж 388 Подписноенного комитета по изобретениям и открыти035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 при ГКН роиэводственно-издательский комбмПатент", г, Ужгород, ул.Гагарин каз 2834 ВНИИПИ Государс Составитель С,НепомнТехред М,Моргентал я Корректор О