Устройство для контроля содержания окиси углерода в отработавших газах автомобилей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ , СОДЕРЖАНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ АВТОМОБИЛЕЙ, содержащее оптический блок, включающий оптически связанные источник излучения , систему зеркал для разделения . потока излучения на два пучка, модулятор , кювету с исследуемым газом , фильтры, систему зеркал для сведения пучков излучения на фотоприемник и электронный блок, вход которого связан с выходом фотоприемника включающий последовательно соединенные блок обработки сигналов, корректор и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерений путем исключения влияния изменения температуры и давления воздуха, потребляемого двигателем автомобиля, корректор выполнен в виде двух цифроаналоговых преобразователей , двух постоянных запоминающих блоков, программного переключателя учета давления и програм-. много переключателя учета температуры , выход которого подключен че;рез постоянный запоминающий блок к цифровому входу первого цифроанапоС/ ) гового преобразователя, соединенного своим выходом с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя , а выход программного переключателя учета давления подключен через второй постоянный запоминающий блок к цифровому входу второго Од цифроаналогового преобразователя, со выход которого является выходом корректора , аналоговый вход первого ts9 СП цифроаналогового преобразователя является входом корректора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(sI) G 01 N 21 35

1 1

3 1 описания изовюетения ;.-, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3555267/24-25 (22) 2 1.02.83 (46) 23.06.85. Бюл. ¹ 23 (72) А.П. Безуглый, В.Г. Верещагин, N.Ï. Захарич, Е.А. Лавринович, Д.M. Лисенков и Ю.А. Лопатин (71) Ордена Трудового Красного Зна мени институт физики АН Белорусской ССР и Научно-производственное объединение "Автотранстехника" (53) 543.27 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 882308, кл. С 01 N 21/35, 1981.

2. Патент Великобритании . № 1530923, кл. G 01 N 21/24, опублик. 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ . СОДЕРЖАНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ АВТОМОБИЛЕЙ, содержащее оптический блок, включающий оптически связанные источник излучения, систему зеркал для разделения потока излучения на два пучка, модулятор, кювету с исследуемым газом, фильтры, систему зеркал для сведения пучков излучения на фотоприемник и электронный блок, вход которого связан с выходом фотоприем„„SU„„) 363215 А ника, включающий последовательно соединенные блок обработки сигналов, корректор и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерений путем исключения влияния изменения температуры и давления воздуха, потребляемого двигателем автомобиля, корректор выполнен в виде двух цифроаналоговых преобразователей, двух постоянных запоминающих блоков, программного переключателя учета давления и програм-. много переключателя учета температуры, выход которого подключен через постоянный запоминающий блок к цифровому входу первого цифроаналогового преобразователя, соединенного своим выходом с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, а выход программного пере-ключателя учета давления подключен через второй поСтоянный запоминающий блок к цифровому входу второго цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом кор ректора, аналоговый вход первого цифроаналогового преобразователя является входом корректора.

1163215

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в устройствах для диагностики технологического состояния автомобилей. 5

Известен газоанализатор, содержащий источник излучения, создающий расходящийся световой поток, четыре сферическйх зеркала, два инфракрасных фильтра, измерительную и срав- 10 нительную кюветы, модулятор, фотоприемник и блок обработки сигналов, вход которого подключен к выходу фотоприемника 1), Недостатком указанного газоана- 15 лизатора является невысокая точность, обусловленная зависимостью результата измерений от температуры и давления газа в измерительной кювете.

Для учета указанной зависимости щ обычно вводится поправочный коэффициент на изменение температуры

273 +

К = т

293 где t — температура газа, и поправочный коэффициент на изменение давления

К р p где P — давление газа, при этом истинное значение содержания окиси углерода С„ и измерен- 35 ное С„ „ определяются соотношением

С ист- = С и зм т Кр Н р я, поправочных коэффициентов К, = 1-0,01 (t — 20) и К„ = 1 + 0,003(p — 760) учитывает отклонение значений тем- 40 пературы и давления воздуха, потребляемого двигателем, от нормальных условий и вводится оператором в процессе измерений, что одновременно увеличивает продолжительность 45 измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля содержания окиси углерода в отработавших газах 50 автомобилей, содержащее оптический блок, включающий оптически связанные источник излучения, систему зеркал для разделения потока излучения на два пучка, модулятор, кювету с 55 исследуемым газом, фильтры, систему зеркал для сведения пучков излучения на фотоприемник и электронный блок, вход которого связан с выходом фотоприемника, включающий последовательно соединенные блок обработки сигналов, корректор и блок индикации (2 1.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерений путем исключения влияния изменения температуры и давления воздуха, потребляемого двигателем автомобиля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля содержания окиси углерода в отработавших газах автомобилей, содержащем оптический блок, включающий оптически связанные источник излучения, систему зеркал для разделения потока излучения на два пучка, модулятор, кювету с исследуемым газом, фильтры, систему зеркал для сведения пучков излучения на фотоприемник и электронный блок, вход которого связан с выходом фотоприемника, включающий последовательно соединенные блок обработки сигналов, корректор и блок индикации, корректор выполнен в виде двух цифроаналоговых преобразователей, двух постоянных запоминающих блоков, программного переключателя учета давления и программного переключателя учета температуры, выход которого подключен через первый постоянный запоминающий блок к цифровому входу первого цифроаналогового преобразователя; соединенного своим выходом с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, а выход программного переключателя учета давления подключен через второй постоянный запоминающий блок к цифровому входу второго цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом корректора, причем аналоговый вход первого цифроаналогового преобразователя является входом корректора.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля содержания окиси углерода в отработавших газах автомобилей.

Устройство состоит из оптического блока, содержащего источник 1 излучения, модулятор 2, сферические зеркала 3 — 6, инфракрасные фильтры 7 и 8, кювету 9 и фотоприемник 10, а также электронного блока, содер I 163215

15 разом.

При вращении модулятора 2 на фотоприемник 10 попадает излучение от источника 1 излучения, пройдя попеременно инфракрасный фильтр 7 и кювету 9, либо инфракрасный фильтр 8 и кювету 9 ° Инфракрасный фильтр 7 измерительного канала пропускает излучение с длиной волны 4,72 мкм, степень поглощения которого в кювете 9 зависит от количества окиси углерода, содержащейся в исследуемом газе, а инфракрасный фильтр 8

50. 55 жащего последовательно соединенные блок 11 обработки сигналов, корректор 12 и блок 13 индикации. Корректор 12 выполнен в виде цифроаналоговых преобразователей 14 и 15, 5 постоянных запоминающих блоков 16 и

17, программного переключателя 18 температуры и программного переключателя 19 давления.

В расходящемся потоке источника

1 излучения находятся модулятор 2 в виде секторов боковой поверхности двух усеченных конусов и сферические зеркала 3 и 4 (с фокусным расстоянием f = 50 мм), формирующие два параллельных пучка излучения измерительный и сравнительный, на пути первого из которых находится инфракрасный фильтр 7, кювета 9 и сферическое зеркало 5 (с фокусным . расстоянием f = 50 мм), фокусирующее излучение на фотоприемнике 10, а на пути второго пучка излучения— инфракрасный фильтр 8, кювета 9 и сферическое зеркало 6 (с и = 50 мм), 25 также фокусирующее излучение на фотоприемнике 10. К выходу блока 11 подключен блок индикации 13 через корректор 12, входом которого является аналоговый вход цифроаналогово- З0 го преобразователя 14. Выход .программного .переключателя 18 температуры подсоединен через постоянный запоминающий блок 16 к цифровому входу цифроаналогового преобразователя 14, соединенного своим выходом с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя 15, выход которого является выходом корректора 12.

Выход программного переключателя 40

18 температуры подключен через постоянный запоминающий блок 17 к цифровому входу цифроаналогового преоб- . разователя 15.

Устройство работает следующим об- 45 сравнительного канала пропускает излучение с длиной волны 5 05 мкм, не поглощающееся анализируемым га- . зом. В качестве источника 1 излучения используется нихромовая спираль, нагреваемая электрическим током.

Выходной сигнал с фотоприемника

10, в качестве которого использован пироэлектрический приемник излучения с интегральным предусилителем МГ-30 поступает на вход блока 11 обработки сигналов, представляющий собой измеритель отношения сигналов, сигнал с выхода которого поступает в корректор 12.

Сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 14 равен

"вых = UB» N где UB„„ — сигнал на входе цифроаналогового преобразователя 14

N — число на его цифровом т входе.

Величина Nт является значением н 273+t г коэффициента К = К К = — — — 1

293

-0,01(t — 20)) в двоичном коде.

Значение N записано в постоянном запоминающем блоке 16 по адресу, который задается программным переключателем 18 температуры.

Сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 15 равен вых г в»г p l где UB„ — сигнал на входе цифроаналогового преобразователя 15, Равный 3в,» „>

Ир — значение коэффициента попи 760 г равки К = К К = †- 1 +

Р Р Р Р

+ 0,003(Р-760))в двоичном коде.

Значение N записано в постоянном запоминающем блоке 17 по аДресу, задаваемому с помощью программного переключателя 19 давления.

Сигнал с выхода корректора 12, равный

273+t гU "- U — -- — — 1-0,01(t-20))» вы» г вх1 293

» — — -L1+0 003(P-760)1

760 р»

1 поступает на вход блока 13 индикации

1163215

Составитель В. Костюхин

Редактор И. Николайчук Техред О.Неце Корректор N. Демчик

Заказ 4097/42 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал 111П1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В качестве цифроаналоговых преобразователей используются микросхемы типа К572ПА1, в качестве постоянных запоминающих блоков — микросхемы типа К155РЕ3, а в качестве программных переключателей — переключатели типа ПП-10.

Использование изобретения позволяет учитывать вторую систему поправочных коэффициентов К" и К, что обеспечивает повышение в 1,5 ра. эа точности и достоверности измерения содержания окиси углерода в отработавших газах автомобилей.

5 Так, при изменении температуры окружающего воздуха в пределах от 2 до 40 С и давления от 680 до

770 мм рт.ст, произведение К - - К " т р изменяется в пределах от 1,25 до

10 0,61