Устройство для определения концентрации частиц в потоке газа

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам контроля концентрации частиц в газовых потоках, и может найти применение в энергетической, металлургической, пищевой, цементной и др. отраслях промышленности для контроля запьшенности воздушных технологических потоков , а также при контроле загрязнения окружающей среды. Цель изобретения состоит в повьшении точности. В газоходе, по которому транспортируется запыленный поток газа, устанавливается специальное препятствие. Мельчайпме частицы вместе с потоком огибают препятствие, а частицы более крупных фракций, сталкиваясь с препятствием , тормозятся, под действием силы тяжести падают вниз и попадают на вход измерительного гaзoдинa ra- ческого канала, расположенного непосредственно под препятствием и вытянутого вдоль газохода. В газодинамическом измерительном канале крупные частицы под действием потока газа ускоряются и в концевой части канала приобретают скорость, равную скорости газового потока. На начальном участке газодинамического канала скорость крупных частиц значительно меньше скорости потока, а локальная их концентрация значительно превосходит концентрацию в свободном потоке. На начальном участке ускорения и па концевом участке стабипизировш ного течения в газодинамическом канале производится зондирование световыми - пучками. Сигналы поглощения, вызванные присутствием в газовом потоке частиц, вычитаются. Предварительная калибровка позволяет привести в соответствие разностный сигнал поглощения с величиной массового расхода пыли в газоходе. Для согласования газодинамического измерительного канала с газовым трактом канал снабжен диффузором, расположенным на его конце козырьком на входном торце и входным направляющим каналом (заборником). Повьппение точности достигается за счет компенсации сигнала от мельчайших частиц, создающих значительное оптическое поглощение света, однако вносящих малый вклад в величину массового расхода пыли в газоходе. 5 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л сл 00 N5 СП а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 G 01 N 15/02.™-.

Г Ct» 4.";:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4133937/31-25 (22) 15.10.86 (46) 23.01 ° 89. Бюп. 1(3 (71) Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дэержинского (72) В.Б.Эткин, 1О.В.Ржезников, М.С.Индурский и М.Я .Мотро (53) 66.063.62(088,8) (56) Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли.

М.: Химия, 1978, с. 156-174.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1363971, кл. G 01 N 15/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ГАЗА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в част» ности к оптическим устройствам контроля концентрации частиц в газовых потоках, и может найти применение в энергетической, металлургической, пищевой, цементной и др. отраслях промьппленности для контроля запыленности воздушных технологических потоков, а также при контроле загрязнения окружающей среды. Цель изобретения состоит в повьппении точности.

В газоходе, по которому транспортируется запыленный поток газа, устанавливается специальное препятствие.

Мельчайшие частицы вместе с потоком огибают препятствие, а частицы более крупных фракций, сталкиваясь с препятствием, тормозятся, под действием силы тяжести падают вниз и попадают на вход измерительного газодинамического канала, расположенного непосредственно под препятствием и вытянутого вдоль газохода. В газодинами" ческом измерительнбм канале крупные частицы под действием потока газа ускоряются и в концевой части канала приобретают скорость, равную скорости газового потока. На начальном участке газодинамического канала скорость крупных частиц значительно меньше скорости потока, а локальная нх концентрация значительно превосходит концентрацию в свободном потоке,,На начальном участке ускорения и на концевом участке стабилизировайного те- Я чения в гаэодинамическом канале производится зондирование световыми пучками. Сигналы поглощения, вызванные присутствием в газовом потоке частиц, вычитаются. Предварительная калибровка позволяет привести в соответствие разностный сигнал погло- в® щения с величиной массового расхода -ф„ пыли в гаэоходе. Дпя согласования

Сл газодинамического измерительного кана ©© ла с газовым трактом канал снабжен диффузором, расположенным на его кон» © це козырьком на входном торце и входным направляющим каналом (эаборником). Повьппение точности достигается за счет компенсации сигнала от мельчайших частиц, создающих значительное оптическое поглощение света, однако вносящих малый вклад в величину массового расхода пыли в газоходе .

S з .п. ф-лы, 2 ил, 1453256

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим устройствам контроля запыленностей газовых потоков, и может найти применение в энергетической, металлургической, пищевой и других промьппленностях, а также при контроле загрязнения окружающей среды, 1\ель изобретения — повышение точ- 10 . ности °

На фиг. 1 изображен газоход с установленным в нем устройством для on" ределения концентрации частиц в пото- ке газа, продольный вертикальный раз-15 рез; на фиг. 2 — то же, продольный горизонтальный разрез.

Устройство содержит препятствие в виде пластины симметричной формы, газодинамический измерительный 20 канал 2, козырек 3; направляющий канал 4, диффуэор 5, первый 6 и второй

7 излучатели, первый 8 и второй 9 фотоприемники, блок 10 вычитания, блок 11 регистрации. На чертежах так-25 же изображены газоход 12, первый 13 и второй 14 зондирующие световые пуч-ки.

Устройство работает следующим образом. 30

По газоходу 12 движется транспортируемый газ, содержащий полидисперсную смесь взвешенных частиц. При взаимодействии потока газа с препятствием 1 мельчайшие частицы и частицы бо-> лее крупных фракций ведут себя различным образом. мельчайшие частицы вместе с потоком газа огибают препятствие l а более крупные частицы, набегая на препятствие 1, соударяют- 40 ся с ним. При этом скорость этих крупных частиц падает до нуля. Частицы падают под действием силы тяжести вниз, где попадают во входной створ газодинамического измерительно-45 го канала 2, в котором вновь ускоряются потоком газа и на концевом участке канала 2 приобретают скорость, равную скорости газового потока. Поскольку на .начальном участке ускорения в газодинамическом измерительном канале 2 скорость ранее заторможенных препятствием 1 крупных частиц значительно меньше скорости газового потока, то их локальная концентрация существенно превосходит концентрацию в

55 свободном потоке, Измерение первым фотоприемником 8 поглощения первого зондирующего светового пучка 13 и зоне ускорения газодинамического измерительного канала 2 позволяет соотнести зарегистрированное поглощение на счет крупных частиц и мельчайших частиц, причем в этой зоне относительный вклад крупных частиц оказывается преобладающим. С помощью блока

10 вычитания.из этого сигнала вычитается сигнал поглощения второго зондирующего светового пучка 14, измеренный нторым фотоприемником 9, н зоне стабилизированного течения газа в канале 2. Вычитание сигналов поглощения первоro 8 и второro 9 фотоприемникон позволяет скомпенсировать влияние мельчайших частиц, создающих значительное поглощение света, но вносящих малый вклад в величину массового расхода пыли в газоходе 12.

Тем самым достигается повышение точности определения массового расхода пыли. Соответствие между измеряемым разностным сигналом поглощения и массовым расходом устананливается с помощью предварительной калибровки устройства.

Для согласования газодинамнческого измерительного канала 2 с газовым трактом канал 2 снабжен диффузором 5, размещенным на выходном торце канала 2, и направляющим каналом 4, установленным перед препятствием 1.

Направляющий канал 4 может быть выполнен с параллельными стенками или в виде конфузора. Для предотвращения прямого попадания Во нходной створ газодинамического измерительного канала 2 набегающего потока аэровэвеси на кромке нижней стенки канала 2 размещен козырек 3, установленный наклонно к направлению газового потока таким образом, что между козырь" ком 3 и препятствием 1 имеетея- проток для заторможенных препятствием частиц и потока транспортирующего их газа, огибающего препятствие 1.

Формула изобретения

1. Устройство для определения концентрации частиц в потоке газа, содержащее установленное в газоходе препятствие, первый излучатель и оптически сопряженный с ним первык фотоприемник, размещенные на одной оптической оси, пересекающей поток газа с исследуемыми частицами в газоходе на участке ускорения затормоз 14532 женных препятствием частиц, блок вычитания сигналов, блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, в него вве. дены гаэодинамический измерительный канал, второй излучатель и второй фотоприемник, при этом газодинамический измерительный канал выполнен с параллельными стенками и размещен 1п так, что он ограничивает участок ускорения заторможенных препятствием частиц, с началом которого совмещено входное сечение газодинамического измерительного канала, выходное сече- 15 ние которого размещено в зоне стабилизированного течения газа, а на оптической оси второго излучателя, параллельной оптической оси первого излучателя и пересекающей газодинами- 2р ческий измерительный канал в зоне стабилизированного течения газа, размещен второй фотоприемник, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого сое- 26 динен с выходом первого фотоприемника, а выход — с входом блока регистрации.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхняя 30

56 стенка гаэодинамического измерительного канала соединена с нижней кром" кой препятствия.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о г-л и ч а ю щ е е с я тем, что газоди. намический измерительный канал снабжен козырьком, размещенным на его входном торце наклонно к направлению потока, при этом задняя кромка козырька соединена с нижней стенкой газодинамического измерительного канала, а положение по вертикали передней кромки соответствует положению по вертикали нижней кромки препятствия.

4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения гидросопротивления, в него введен размещенный перед препятствием направляющий канал, верхняя стенка которого соединена с верхней кромкой препятствия.

5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что направляющий канал выполнен в виде конфузора.

6. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен диффузор, сопряженный с выходным торцом гаэодинамического измерительного канала.

1453256

Составитель P.Èâàíîâ

Редактор Л.Зайцева Техред М.Ходанич

Корректор Н.Король

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

Заказ 7275/38 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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