Оптический пылемер

(19) 1/85, 15/ цю 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ. СССР) Изобретение относится к контрольно- закрепленную на корпусе 1, фотоприемник . измерительной технике и может быть ис-6, оптический коммутатор, содержащийпользовано для контроля концентрации привод в виде электродвигателя 7. с редук частиц пыли в потоке газа в газоходах про-, тором 8, помещенные в корпус 1, и располомышленных предприятий. женную в газоходе 4, параллельно линзе 5,Цельюизобретенияявляется поддержа- насаженную на приводной вал 9 пластинуние точности измерений в процессе эксплу, снабженную щетками 11 и 12 для чистки атациии увеличение времени непрерывной оптических деталей, имеющую два отверработы пылемера. стия. с одинаковыми диаметрами, непрозНа фиг.1 приведена функциональная рачную пластину 13, находящуюся всхема предлагаемого пылемера; на фиг,2 - корпусе 1, выполненную в виде закреплен- первая пластина оптического коммутатора ного на валу 9 круга, на котором, на линии, (вид сверху); на фиг.З - первая пластина проходящей через осъ вала по обе стороны оптического коммутатора(вид снизу). от вала, на одинаковых расстояниях от осиОптический пылемер содержит пылеза- размещения два нейтральных светофильтращитный корпус 1, источник света 2, поме и 16 с разной степенью ослабления свещенный в непрозрачный футляр З,.и тового потока и два подвижных элемента оптически связанный с газоходом 4 с анали- позиционного датчика 16 и 17, непрозрачэируемым объемом, фокусирующую линзу 5, ную пластину 18, находящуюся в газоходе 4; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК ПАТЕ Н.ТУ 1(71) Сибирский металлургический институт.им, Серго Орджоникидзе и Кузнецкий металлургический комбинат им, В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1531640, кл; 6 01 й 15/02, 1987,(57) Использование; контрольно-.имерительная техника, в частности измерение концентрации частиц пыли в потоке газа вгаэоходах промышленных предприятий. Сущность изобретения: пылемер содержит источник света, фотоприемник, световоды рабочего и контрольного каналов, оптический коммутатор, содержащий электродвигатель с редуктором и три пластины, две пластины снабжены щетками для чистки оптических деталей, На третьей пластине раЭ- мещены два нейтральных светофильтра, имитирующих точки шкалы прибора, соответствующие минимальному и максимальному запылению, Предусмотрена система автоматической коррекции показаний пыле- мера, содержащая электронную аналого.цифровую систему и позиционный датчик., Датчик служит для переключения прибора иэ режима измерения в режим автаматиче- щ ской коррекции и обратно. 3 ил,Фи закрепленную с края на торце вала 9; выполненную в виде полосы и снабженную щеткой 19, световод 20 рабочего каналапобраэного вида и световод контрольного канала, выполненный в виде отрезков .волоконно-оптического жгута 21 и-образного вида и 22, неподвижный элемент 23 позиционного датчика, закрепленный на корпусе 1 и находящийся внутри него, усилитель 24 с управляемым коэффициентом 10 усиления, вход которого соединен с фотоприемником 6, преобразователь 25, регистратор 26, блок 27 сравнения, блок 28 задания уставки, блок 29 выдержки времени, дешифратор 30, первый блок 31 памяти, 15 второй блок 32 памяти, вычислительное устройство 33, блок 34 коррекции. При этом выход усилителя 24 соединен с входом преобразователя 25 и первым входом блока 27 сравнения, первый выход преобразователя 20 25 соединен с регистратором 26, второй выход преобразователя 25 соединен с первыми входами первого 31 и второго 32 блоков памяти, блок 28 задания уставки соединен со вторым входом блока 27 сравнения, вход 25 блока 29 выдержки времени соединен с выходом позиционного датчика 17, выход блока 29 выдержки времени соединен с третьим входом блока 27 сравнения и первым входом дешифратора 30, выход блока 30 27 сравнения соединен со вторым входом дешифратора 30, первый выход дешифратора 30 соединен со вторым входом первого блока 31 памяти, второй выход дешифратора 30 соединен со вторым входом второго 35 блока 32 памяти, выход первого блока 31 памяти соединен с первым входом вычислительного устройства 33, выход второго блока 32 памяти соединен со вторым входом вычислительного устройства 33, выход вы числительного устройства 33 соединен с входом блока 34 коррекции, а выход блока .34 коррекции соединен с управляющим вхо- . дом усилителя 24,Перед началом эксплуатации проводят 45 градуировку пылемера, Для этого ча пласти. не 13 кроме фильтров 14 и 15, соответствующих минимальной и максимальной запыленности, устанавливают поочередно еще 8 фильтров (4 пары), соответствующих 50 различной степени запыленности в диапазоне от минимальной до максимальной. Направляя световой поток через отверстие в пластине 10,.отрезок световода 20, соответствующий светофильтр, отрезок световода 55 22 на фотоприемник 6, получают совокупность сигналов, Соотнося каждый из сигналов с реальной концентрацией пыли, определяемой методом внутренней фильтрации при разных режимах работы какойлибо газоочистной установки, например, электрофильтра, градуируют шкалу пылемера,Полученный набор точек, представляющий собой градуировочную кривую, записывают на постоянное запоминающее устройство преобразователя 25.Пылемер работает в двух режимах: измерения и автоматической коррекции,Вал 9, на котором жестко закреплены пластины 10, 13 и 18, вращается под действием привода 7 с редуктором 8 по часовой стрелке.В режиме измерения световой. поток от источника сета 2, помещенного в футляр 3, фокусируется линзой 5, проходит через участок газохода 4 с анализируемым объемом, попадает на.входное окно световода 20 рабочего канала и по световоду 20 на фотоприемник 6. Сигнал фотоприемника усиливается усилителем 24, пересчитывается в преобразователе 25 согласйо градуиро- . воч ной кривой и регистрируется регистратором 26, В это время. пластина 18, снабженная щеткой 19 и закрепленная на торце вала 9, расположенная таким образом, что оптический рабочий канал пылемера свободен; пластина 10, находящаяся в газоходе 4, расположена таким образом, что оптический рабочий канал пылемера свободен, Пластина 13, находящаяся в корпусе 1, расположена между первым 21 и вторым 22 отрезками световода оптического контрольного канала и перекрывает укаэанный канал.При прохождении щеткой 19 входного: окна световода 20 пыль счищается с входного окна световода, При прохождении закрепленными на пластине 10 щетками 11 и 12 зазора между линзой 5 и входным окном световода 21 пыль очищается с поверхности линзы 5 и входного окна световода 21, а запыленный поток вытесняется из зазора, При вращении вала 9 по часовой стрелке .после прохождения щеток 11 и 12 отверстие пластины 10 оказывается расположенным между входным окном световода 21 и линзой 5, При прохождении подвижною элемента позиционного датчика (якоря) 16 над неподвижным элементом позиционного датчика (электромагнитом) 23 формируется сигнал Од, Благодаря тому, что ширина якоря 17 больше диаметра, светофильтра 14, закрепленного на пластине 13(фиг,4),светофильтр 14, закрепленный на пластине 13, попадает в зазор между отрезками 21 и 22 световода контрольного канала через время Ь 1 от заднего фронта сигнала Од. Т,к. проекция линии, проходящей через центры светофильтров на пластину 10, совпадает с1806352Глинией, проходящей через центры отвер- пенью ослабления, а во второй блок 32 пастий, то светофильтр 14 в это время попада- мяти - при установке фильтра 15 с большей ет в зону светового потока контрольного степеньюослабления, После прохождения канала источника света 2, Данный момент якорем 16(17) зоны электромагнита 23 сигвременисоответствуетрежимуавтоматиче нал прекращается, блоки 31 и 32 памяти ской коррекции (т;к. ширинг пластины 10 переходит в режим хранения информации, равна диаметру линзы 5, то рабочий канал которая поступает на вход вычислительного пылемера в это время перекрыт). Сигнал Од устройства 33. В постоянном запоминаю- поступает на блок 29 выдержки времени. щем устройстве вычислительного 33 записаБлок 29 сзадержкой Ь т 1, необходимойдля 10 на информация об уровнях сигналоа в установки фильтра в зону светового потокаслучаях прохождения светового потока че- контрольного канала иСточника света 2 вы- рез светофильтры 14 и 15 с максимальным и рабатывает импульс, длительностью Ь г минимальным ослаблением при отсутствии поступающий на вход дешифратора 30 изапыленияоптическихдеталейиновыхлам-.блока сравнения 27. Для коррекции исполь пе источника света и фотоприемнике. После зуется поочередно два нейтральных свето- поступления информации с блоков 31 и 32 фильтра с различной степенью ослабления памяти о существующих в данный момент светового потока (14 и 15). Светофильтр с:уровнях сигналов фотоприемника (при наменьшей степенью ослабления 14 иммити-: личиизапыленйя и при "изношенных" ламперуетначальнуюточкушкалыприбора(мини и фотоприемнике) в вычислительном уст-мальная запыленность). При этом сигнал на ройстве 33 определяется сигнал ошибки извыходе усилителя 24 максимален. Свето- мерений, который поступает в блок 34 фильтр с большей степенью ослабления (15) коррекции, В блоке 34 коррекции вырабатысоответствует конечной точке шкалы пыле-вается сигнал" коррекции, который поступамера (максимальная запыленность), При 25 ет на управляющий вход усилителя 24 для :. этом сигнал на выходе усилителя 24 мини- коррекции коэффициентаусиления усилитемален, Для определения вид фильтра, пере- ля;крывающего световой поток контрольного Далее пылемер снова переходит в реканала служит блок 27 сравнения, на пер- жим измерения, При этом показания регивый вход которого поступает сигнал с уси стрэтора 26 соответствуют показаниям при лителя 24. На второй вход блока 27 незагрязненных линзе 5 и окнах световодов поступает сигнал уставки Оуст. из блока 28 20 и 21.уставки, равный по величине половине мак-: Предлагаемый пылемер позволяет просимального напряжения усилителя 24. До водить измерения концентрации в газохотех пор, пока сигнал на выходе блока 29 35 дах промышленных предприятий.выдержки времени равен нулю, выход блока . Благодаря очистке поверхностей всех опти сравнения блокируется; например, за:. ческйх деталей, наличию светофильтров, со- счет закорачивания обратной связи усили- ответствующих максимальной ф и теля этого блока, При этом на двух входах иминимальной заполненности, системы ав- .двух выходах дешифратора 30 присутству.- 40 томатической коррекции показаний предлают логические "0", а блоки 31 и 32 памяти . гаемый пылемер позволит поддерживать находятся в режиме хранения, в котором высокую точность в процессе эксплуатации информациянавыходепостоянноприсутст- и увеличить время непрерывной работы.вует и не зависит от входных сигналов. При Пылемер может найти применейие при конпоявлении на выходе блока 29 выдержки 45 троле качества работы пылегазоочистных времени логической "1" усилитель-компара-установок и контроле выбросов пыли в аттор блока 27 сравнения деблокируется и намасферу.входы дешифратора 30 поступают сигналы .Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я от блока 29 выдержки времени и блока 27 . Оптический пылемер, содержащий пысравнения. В зависимости от состояния 50 лезащитный корпус, источник света, поме. блока 27 сравнения дешифратор 30 форми- ., щенный в непрозрачный футляр и оптическируетимпульснауправляющийвход первого . связанный с газоходом для размещения 31 либо второго 32 блоков памяти. При этом анализируемого объема, фотоприемник, засоответствующий блок памяти переводится крепленную на корпусе фокусирующую лине режим записи информации отпреобразо зу, оптический коммутатор, содержащий вателя 25. В первый блок 31 памяти записы- привОд с редуктором, и расположенную в вается информация при установке между газоходе параллельно линзе насаженную на первым и вторым отрезками световода кон- приводной вал первую пластину, снабжентрольного канала фильтра 14 с меньшей сте- ную закрепленными на краю пластины наобеих ее поверхностях двумя щетками, пер. вая йз которых обращена к поверхности яниях от оси размещены два нейтральныхлинзы,световодрабочего канала, оптически светофильтра с разной степенью ослаблесвязывающий источник света с фотоприем ния светового потока и два подвижных элеником, световод контрольного канала, уси- мента позиционного датчика, третья.литель, вход которого соединен с 5 пластина, находящаяся внутри газохода и фотоприемником, регистратор, о т л и ч а ю- закрепленная на торце вала, выполнейа в щ и й с я .тем, что, с целью поддержания виде полосы и снабжена щеткой, обращенф точности измерений и увеличения времени ной к входному окну световода рабочего канепрерывной работй, в пылемер дополни- нала, световод контрольного канала тельно введены позиционный датчик с од выполненв виде двух отрезков, оптически .ним неподвижным прикрепленным к связывающих источник света через свето- пылезащитному корпусу и двумя подвйжны-, фильтры второй пластины с фотоприемними элементами, преобразователь, блок . ком, в качестве усилителя использован сравнения, блок задания установки, блок усилитель с управляемым коэффициентом выдержки времени, дешифратор, первый и 15 усиления, причем. выход усилителя соедивторой блоки памяти, вычислительное уст-, нен с входом преобразователя и с первым .ройство, блок коррекции, при этом привод с входом блока сравнения, первый выход пре- редуктором установлен в пылезащитном образователя соединен с регистратором, корпусе, первая пластина оптического ком- второй вйход преобразователя соединен с мутатора насажена на.вал и выполнена в 20 первыми входами первого и второго блоков .виде полосы шириной, равной диаметру памяти, блок задания уставки Соединен с лйнзы, с двумя отверстиями, расположен- вторым входом блока сравнения, вход блока ными на линии, проходящейчерез ось вала выдержки времени соединен с выходом попо обе стороны от него и на одинаковом: зиционногодатчика, выходблока выдержки расстоянии от оси вала, и дополнительно 25 времени соединен с третьим входом блока снабжена третьей и четвертой щетками, за- сравнения и первым входом дешифратора, крепленньми на. другомкраю пластины с выход блока сравнения соединен с вторым обеих ее сторон, причем третья щетка обра- входом дешифратора, первый выходдешиф щена кповерхности линзы, а вторая и чет- ратора соединенс вторым входом первОговертая щетки обращены к входному окну 30 блока памяти, второй входдешифратора со световода контрольного канала, в оптиче- единен с вторым. входом второго блока паский коммутатор введены вторая и третья мяти,.выход первого блока памяти соедийен непрозрачные пластины, расположенные с первым входом вычислительногоустройстпо обе стороны от первой.и насаженные на ва; выход второго блока памяти соединен с вал нормально ему, при этом вторая пласти вторым входом вычислительного устройстна, находящаяся в корпусе, выполнена в ва, выход вычислительногоустройства соевиде закрепленного на валу круга, на кото- динен с входом блока коррекции, выход ромна линии, проходящей через ось вала по которого соединен с управляющим входом обе стороны от вала, на одинаковых рассто- усилителя.401806352 Корректо едактор бооска Тираж Подписное осударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5ГКНТ ССС Производствен ательский комбина Заказ 973 ВНИИП Составитель ИХлейз Техред М.Моргентал атент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101