Устройство для измерения оптической плотности дыма

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 21/53 Зла и 34Ъ Ътт% m

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3937039/31-25 (22) 01.08.85 (46) 15.06.88. Бюл. Ф 22 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им, А.Н.Севченко (72) Б.Б.Виленчиц, В.Н.Вишневский, И.Н.Рудой и Д.С.Умрейко (53) 551.508(088.8) (56) Патент ФРГ N 3006045, кл. G 01 N 21/53, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 231862, кл. G 01 N 21/53, 1969. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ДЬКА, содержащее дымовод с эжекционным подсосом и диффузором на выходе, излучатель и детектор оптического излучения с оптическими элементами, установленными с противоположных сторон дымовода по

ÄÄSUÄÄ 1402863 А1 одной оптической оси, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, а также компактности устройства, стенки дымовода в части, пересекаемой оптической осью устройства, выполнены в виде обращенных выпуклыми сторонами внутрь дымовода участков цилиндрической формы, которые в местах пересечения их оптической осью переходят,в каналы, где размещены оптические элементы устройства, при этом часть дымовода, примыкающая к участкам цилиндрической формы, выполнена с двумя конфузорами и двумя плоскими соплами, расположенными тангенциально относительно упомянутых участков, а на выходе участки цилиндрической формы плавно сопряжены с диффузором.

1402863

Изобретение относится к оптоэлектронному аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения оптической плотности дыма, а также в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, где необходимо определять оптические характеристики (плотность, прозрачность, состав) рассеивающих сложных 10 газовых средств: влагосодержащих, агрессивных, запыленных и им подобных, кроме того> изобретение может быть использовано для экспресс-контроля дымности двигателей внутреннего сгора- 15 ния с целью повышения их топливной и экологической эффективности.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений, а также компактности устройства. 2О

На фиг. l изображена схема предлагаемого устройства, вид сбоку; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Устройство содержит излучатель 1 и детектор 2 оптического излучения, располо>кенные с противоположных сторон дымовода 3 (направленные движения дыма в дымоводе указано на фиг.l стрелками). Перед излучателем l и детектором 2 (со стороны дымовода) рас- 30 положены каналы 4 и 5 соответственно, в которых размещены оптические элементы 6. Участки 7 стенок дымовода 3, расположенные на пути прохождения излучения от излучателя 1 к детектору

2 (направление распространения излучения указано жирными стрелками на фиг.1 и 2), т.е. по оптической оси устройства, выполнены цилиндрическими радиуса R и расположены выпуклыми сторонами внутрь дымовода 3. Эти участки состыкованы с каналами 4 и 5, содержащими оптические элементы. Тангенциально к цилиндрическим участкам

7 расположены плоские сопла 8, которые снабжены конфузорами 9 со стороны входа потока дыма в дымовод 3. Выходной участок дымовода 3, расположенный по потоку дыма за выпуклыми цилиндрическими участками (поверхностями) 7

56 выполнен в виде диффузора 10.

Устройство работает следующим образом.

Поток дыма, подлежащий анализу, поступает в дымовод 3 и движется в нем. Достигнув конфузоров 9, часть потока дыма "захватывается" ими, а часть движется дальше по дымоводу;

Потоки дыма, двюкущиеся по конфузорам 9, попадают в плоские сопла 8, которые формируют на выходе плоские струи дыма (обозначены штриховыми линиями на фиг.l) и тангенциально направляют их к выпуклым цилиндрическим участкам (поверхностям) 7.

Известно, что достаточно тонкая плоская пристенная струя, направленная тангенциально к выпуклой цилинд— рической поверхности, "прилипает" к этой поверхности и движется (поворачивается) вокруг нее (эффект Коанда).

При этом струя может повернуться вокруг цилиндрической поверхности до

240 от среза плоского сопла, т.е. от точки первоначального касания.

Место положения отрыва такой струи зависит от ее толщины и скорости истечения из сопла, формирующего ее.

Вследствие действия центробежной силы, возникающей благодаря такому круговому движению струи, в поперечном сечении последней возникают градиенты давлений, причем на участках

7 с цилиндрической поверхностью, обтекаемых струей, давление значительно ниже, чем в окружающей среде, т.е. чем в каналах 4 и 5, содержащих оптические элементы и соединенных отверстиями с выпуклыми цилиндрическими поверхностями. Благодаря этому, анализируемый дым не попадает в каналы и на оптические элементы, располо>кенные в каналах 4 и 5, в результате чего струи дыма, вышедшие из сопел 8, и обогнувшие участки 7 цилиндрической формы, вместе с частью дыма, прямо двигающегося по дымоводу, т.е. не попавшего в конфузоры 9, попадают в диффузор 10, стенки которого плавно сопряжены с участками 7 цилиндрической формы. Благодаря этому, при движении дыма на выходе дымовода 3 не возникает значительного гидродинамического сопротивления, что позволяет струям, сформированным плоскими соплами 8, свободно двигаться вокруг выпуклых цилиндрических поверхностей, обеспечивая постоянный вышеуказанный перепад давлений. Благодаря этому, в течение сколь угодно большого промежутка времени работы устройства оптические элементы, расположенные в каналах 4 и 5, не загрязняются, а интенсивность светового потока от излучателя 1, регистрируемая детектором 2, будет изменяться только лишь от изменения плотности дыма, но

1402863 не от рассеяния на загрязняющихся оптических поверхностях.

Предлагаемое устройство (по сравнению с известными) является достаточно компактным, простым, малогаба5 ритным измерителем, удобным в практическом использовании, его можно поднести, например, к выхлопной трубе

ДВС и провести измерения или установить на штативе или другой подставке. при длительных стационарных измерениях.

)402863

Составитель С. Непомнящая

Редактор А.Ревин Техред Л.Сердюкова Корректор M.Âàñèëüåâà

Заказ 2847/30 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4