Датчик качества сжигания топлива

 

2ll004

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Рвсоуолик

Вееосюзпая лотентl! 0-7e):;:.":- .ясная бибпиотека." 14

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.!Х.1966 (№ 1102598/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08 !!.1968. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 18.IV.1968

Кл. 24m, 4

421, 4/08

МПК F 23n

G 01п

УДК 662.929(088.8) Комитет во делам иэооретвиий и открытий ори Совете Мииистров

СССР

Авторы изобретения

В. С. Кочо и В. А. Ерошенко

Киевский ордена Ленина политехнический институт

Заявитель

ДАТЧИК КАЧЕСТВА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

Известны датчики для определения качества сжигания топлива, содержащие камеру дожигания, выполненную в виде двух параллельных каналов, имеющих общий в вод контролируемого газового потока. В обоих каналах установлены по два устройства для дожигания, за которыми помещены термопары.

В пространство между устройствами дожигания,в ооа параллельных канала введены штуцера для подвода дополнительных газовых потоков — в один из каналов добавляется окислитель (например, воздух), а в другой— горячий газ (например, окись углерода). Термопары в параллельных каналах включены в дифференциальную схему измерения, причем возникающая термо- э. д. с. одной пары термопар свидетельствует о наличии в контролируемом газе несвязанных кислорода и гортачих составляющих, а термо- э.д.с. другой пары, установленной после штуцеров на подачи воздуха и горючего газа, свидетельствует об избыточном количестве кислорода или горючих составляющих.

Подобные датчики имеют приборное запаздывание, обусловленное тем, что служащие для измерения теплового эффекта реакций термопары являются инерционными элементами. По этой причине затруднено применение датчика в быстродействующих системах контроля и автоматического регулирования процессов сжигания.

Конструкция датчиков предусматривает непрерывное и полное связывание реакционных составляющих анализируемой газовой смеси в результате чего при черезмерно больших содержаниях реакционных элементов в смеси твыделяется слишком большое количество тепла, что неблагоприятно сказывается на

10 эксплуатационной надежности элементов и, следовательно, датчиков в целом.

Отличительная особенность предлагаемого датчика состоит в том, что дожигающие устройства выполнены в виде ионизационных камер с электродами для подачи пульсирующего высокого напряжения и с расположенными на выходе из камер дроссельными шайбами для измерения перепада давлений.

Такое выполнение повышает быстродействие и надежность устройства.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого датчика.

Датчик содержит центральный канал с последующим разветвлением на два параллельных. В качестве дожигающих устройств применены ионизационные камеры 1, 2 и 3, на электроды которых через нагрузки 4, 5 и т подается пульсирующее с заданной частотой высокое напряжение. Камера 1 установлена на общем входе, а камеры 2 и 3 в разветвлен211004

3 ных параллельных каналах датчика. В пространстве между камерами 2 и 8 и камерой 1 находятся штуцера 7 и 8 для подвода дополнительных количеств топлива (например окиси углерода) в один из каналов и окислителя (например, воздуха) в другой. После ионизационных камер установлены дроссельные устройства 9, 10 и 11 для измерения приращения давления с помощью, например, микрофонных датчиков давления 12 и 18, датчик 18 является дифференциальным и включен ио соответствующей схеме.

Работает описываемый датчик качества сжигания топлива следующим образом, Проба анализируемой газовой смеси, протекая через ионизационную камеру 1, подвергается ионизирующему воздействию пульсирующего высоковольтного э чектрического разряда (в режиме тлеющего разряда). В момент разряда на пути пробоя происходит связывание реакционных составляющих смеси в количестве, пропорциональном их абсолютному содержанию в пробе и определяемом геометрией ионизационной камеры и электрического разряда, а также скоростью газового потока.

В момент разряда, следовательно, выделяется соответствующее количество тепла, создающее приращение объема смеси, которое фиксируется путем измерений перепада давления на дроссельном устройстве 9 с помощью микрофонного датчика 12.

Таким образом, измеренное микрофонным датчиком 12 приращение перепада давления характеризует абсолютное количество несвязанных кислорода и горючих составляющих, присутствующих в анализируемой пробе. Если в пробе имеется избыток кислорода, то в ионизационной камере 2 он свяжется в количестве, пропорциональном его абсолютному содержанию, с помощью окиси углерода, точно

TBIK же как и избыток горючих составляющих свяжется в ионизационной камере 8 с помощью кислорода воздуха.

Дифференциальная схема измерения разности перепадов давления на дроссельных усгройствах с помощью дифференциального микрофонного датчика давления 18 позволяет

5 исключить влияние совместно присутствующих кислорода и горючих составляющих в пробе на величину показаний микрофонного датчика 18, которая поэтому всегда пропорциональна лишь избыточным содержаниям

10 кислорода (при одном знаке разности перепадов давления), так как присутствующие в анализируемой смеси кислород и горючие составляющие одновременно будут связываться в двух параллельных каналах в ионизацион15 ных камерах 2 и 8. В результате произойдет одинаковое приращение объема смеси в камерах 2 и 8 и разность перепадов, давления, зафиксированная микрофонным датчиком 18, при этом будет рав а нулю.

20 По истечении времени цикла последует очередной разряд и все повторится сначала. Время цикла устанавливается большим, чем время прохождения пробы от камеры 1 до камер

2 и 8 (с целью «обновления» газовой смеси в

25 указанных камерах перед очередным разрядом) .

Предмет изобретения

ЗО Датчик качества сжигания топлива, выполненный в виде центральной трубы для ввода анализируемых продуктов сгорания, двух подключенных к ней параллельных труб с патрубками для подвода горючего газа в одну

35 из них и окислителя в другую и дожигающих устройств, помещенных в каждой трубе, огличаюи1ийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, дожигающие устройства выполнены в виде ионизационных

40 камер с электродами для подачи пульсирующего высокого напряжения и с расположенными на выходе из камер дроссельными шайбами для измерения перепада давления.

211004

Про5а

Составитель М. Миримский

Редактор Е. Кречетова Техред А. А. Камышникова Корректоры: Л. В. Наделяева и В. В. Крылов

Заказ 590)19 Тираж 530 11одписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений п открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2