Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений дымности. Устройство содержит источник света и фотоприемник, расположенные на одной оптической оси, сигнализатор перемещения отработавших газов, блок термостатирования, а также цепь измерения дымности и цепь автоматической регулировки яркости. Цепь измерения дымности включает усилитель и блок индикации. Цепь регулировки яркости функционирует только в промежутках между замерами дымности и включает в себя последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, усилитель разности, фильтр нижних частот, устройство выборки-хранения, управляемый источник питания источника света и источник света В промежутках между замерами дымности осуществляются за счет действия отрицательнойобратнойсвязи автоматическая регулировка яркости источника света и подстройка освещенности фотоприемника до фиксированной величины. 4 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s G 01 N 21/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О с Сд (Л

С)

iQQ

Ы !

1 (21) 4676810/25 (22) 11.04.89 (46) 15.03,91. Бюл. ¹ 10 (71) Научно-производственное объединение

"Транстехника" (72) А.Е.Файбышев, М.Ф.Зинчук и И.И.Макаревич (53) 535.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 782412, кл. G 01 N 21/01, 1980, Авторское свидетельство СССР

N . 1413491 кл. G 01 N 21. 53, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам измерения дым ности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. и может быть использовано в машиностроительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности, где имеется необходимость измерения дымности (непрозрачности) транспортируемой газовой среды.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения дымности.

Устройство содержит источник 1 света, фотоприемник 2, расположенные на одной

512, Ä 1635085 А1 дымности. Устройство содержит источник света и фотоприемник, расположенные на одной оптической оси, сигнализатор перемещения отработавших газов, блок термостатирования, а также цепь измерения дымности и цепь автоматической регулировки яркости. Цепь измерения дымности включает усилитель и блок индикации. Цепь регулировки яркости функционирует только в промежутках между замерами дымности и включает в себя последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, усилитель разности, фильтр нижних частот, устройство выборки-хранения, управляемый источник питания источника света и источник света. В промежутках между замерами дымности осуществляются за счет действия отрицательной обратной связи автоматическая регулировка яркости источника света и подстройка освещенности фотоприемника до фиксированной величины.

4 э.п.ф-лы, 1 ил. оптической оси и установленные на трубе 3, размещенной на пути отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Блок 4 термостатирования осуществляет стабилизацию температуры фотоприемника.

Усилитель 5 и подключенный к его выходу блок 6 индикации представляют собой цепь измерения дымности. Фотоприемник 2, усилитель 5, усилитель 7 разности, фильтр 8 нижних частот, устройство 9 выборки-хранения, блок 10 питания источника света и источник 1 света по сигналу сигнализатора

11 перемещения отработавших газов, поступающему во время отсутствия измерения дымности на управляющий вход устройства,9. замыкаются в цепь отрица1635085

10

20 тельной обратной связи и представляют собой цепь «етоматической регулировки яркости.

Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Сигналиэатор 11 автоматически в зависимости от наличия или отсутствия информации и движении отработавших газов формирует сигнал, по которому срабатывает устройство 9 выборки-хранения, при этом имеет место либо режим измерения дымности (устройстео 9 находится в режиме хранения, цепь отрицательной обратной связи разорвана), либо режим автоматической регулировки яркости свечения (напряжение с выхода фильтра 8 поступает на вход блока 10 питания, цепь отрицательной обратной связи замкнута).

В режиме автоматической регулировки яркости управление яркостью источника света осуществляется блоком 10 питания так, чтобы напряжение с выхода усилителя

5 достигло пороговой величины, соответствующей нулевому значению дымности, независимо от загрязнения оптики, уровня внешней освещенности, "дрейфов нуля" усилителя.

Таким образом, в промежутках между измерениями дымности осуществляется автоматическая подстройка нулевого уровня дымности. При этом освещенность фотоприемника не меняется и, следовательно, его чувствительность, зависящая от освещенности, остается неизменной.

Стабилизация чувствительности фотоприемника 2 производится не только путем поддержания к началу измерения фиксированного уровня его освещенности, но и за счет поддержания неизменной его температуры при помощи блока 4 термостатирования. Например, в случае, когда в качестве фотоприемника используется кремниевый фотодиод, колебание температуры в 50 С может привести к изменению показаний дымности более десяти процентов.

При задании с помощью сигналиэатора

11 режима измерения дымности отрицательная обратная связь разрывается и яркость источника света фиксируется, так как с устройства 9 выборки-хранения поступает фиксированное напряжение. Отработавшие газы пересекают световой луч и уменьшают освещенность приемника света, это уменьшение освещенности преобразуется фотоприемником 2 в электрический сигнал, усиливается в усилителе 5 и отображается блоком 6 индикации в единицах дымности.

В качестве сигнализатора 11 перемещения обработавших газов могут служить датчики давления или температуры, устанавливаемые в потоке отработавщих газов, датчики вибрации двигателя, акустические датчики, сигнализирующие о включении двигателя.

8 момент начала движения отработавших газов имеет место резкое уменьшение освещенности приемника света (в случае, если система авторегулировки яркости инерционная, т.е. постоянная времени фильтра 8 нижних частот велика) резкое иэменение сигнала дымности с выхода усилителя 5. Поэтому в качестве сигнализатора 11 перемещения отработавших газов можно также использовать измеритель скорости изменения сигнала с выхода усилителя 5, соединенный с соответствующим блоком обработки, Последний, например, может представлять собой одновибратор, формирующий импульс режима измерения в том случае, когда измеряемая скорость превышает пороговую величину(длительность импульса — несколько минут, необходимых для проведения измерений дымности).

Изобретение обладает следующими преимуществами; фотоприемник имеет фиксированную чувствительность эа счет стабилизации его температуры и освещенности; в промежутках между замерами дымности осуществляется автоматическая подстройка нулевых показаний блока индикации; отсутствует узел подачи воздуха для очистки от загрязнения, так как достаточно мощный источник света может обеспечить работоспособность устройства при наличии загрязнения оптики.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащее источник света и фотоприемник, расположенные на одной оптической оси, блок питания источника света, выход фотоприемника через усилитель соединен с входом блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности и быстродействия измерений, в устройство введены блок термостатирования, усилитель разности, источник опорного напряжения, фильтр нижних частот и устройство выборки-хранения, к управляющему входу которого подключен сигнализатор перемещения отработавших газов, а блок питания источника света снабжен входом управления, при этом выход усилителя через последовательно соединенные усилитель разности, 1635085

Составитель А.Ястребов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор М.Петрова

Заказ 752 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фильтр нижних частот и устройство выборки-хранения соединен с входом управления блока питания источника света, выход источника опорного напряжения подключен к второму входу усилителя разности, а фотоприемник установлен в блоке термостатирования.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде датчика давления, размещенного в потоке отработавших газов и соединенного с блоком обработки его сигн: lа.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сигналиэатор перемещения отработавших газов выполнен в виде датчика температуры, размещенного в потоке отработавших газов и соединенного с блоком обработки его сигнала.

5 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде виброакустического датчика, соединенного с блоком обработки его сигнала, 10 5. Устройство по п.1. о тл и ч а ю щеес я тем, что сигнализатор перемещения отработавших газов выполнен в виде измерителя скорости изменения сигнала дымности, соединенного с блоком обработ15 ки его сигнала.