Способ измерения концентрации частиц пыли в газовых трактах электрофильтров и устройство для его осуществления

 

Использование: при электрической очи- , стке газов, в частности при измерении содержания пыли в газовых трактах электрофильтров. Сущность изобретения: загрязненную среду освещают световым пучком, раздельно регистрируют сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, и сигнал, пропорциональный интенсивности исходного светового потока, затем производят сравнение сигналов и по разности судят о концентрации частиц, при этом дополнительно регистрируют сигналы, пропорциональные рассеянным от загрязненных оптических элементов световым потокам, и суммируют последние с сигналом, пропорциональным интенсивности светового потока , прошедшего через запыленную среду и оптические элементы, после чего производят сравнение с уммы с исходным сигналом. Устройство содержит блок осветителя с фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности исходного светового потока, блок фотоприемника с основным фотоэлементом для регистрации светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы. Блок осветителя снабжен дополнительным фотоэлементом для регистрации рассеянного на загрязненном оптическом элементе светового потока, а блок фотоприемника дополнительным источником света и дополнительным фотоприемником для регистрации светового потока, рассеянного не загрязненном оптическом элементе. Дополнительные фотоэлементы и основной фотоэлемент электрически связаны с электронной схемой суммирования, выход из которой подведен к схеме сравнения с сигналом на фотоприемнике. 2 с п ф-лы. 2 ил. 30 с го о IO о Ь. vj О

(5!)5 В 03 С 3/00, 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ!

Ь3

С) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5036263/26 (22) 07.04.92 (46) 07.09.93. Бюл. N. 33-36 (71) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии (72) Ерошенко В.Г., Велецкий P.Ê. (73) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ ПЫЛИ В ГАЗОВЫХ ТРАКТАХ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: при электрической очистке газов, в частности при измерении содержания пыли в газовых трактах электрофильтров. Сущность изобретения: загрязненную среду освещают световым пучком, раздельно регистрируют сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, и сигнал, пропорциональный интенсивности исходного светового потока. затем производят сравнение сигналов и по разности судят

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли, а именно к способам и устройствам контроля содержания твердой дисперсной фазы в газовых трактах электрофильTðîв, и может быть использовано в системэх управления работой

„„ЯЦ ÄÄ 2000147 С о концентрации частиц. при этом дополнительно регистрируют сигналы, пропорциональные рассеянным от загрязненных оптических элементов световым потокам, и суммируют последние с сигналом, пропорциональным интенсивности светового потока, прошедшего через запыленную среду и оптические элементы, после чего производят сравнение суммы с исходным сигналом.

Устройство содержит блок осветителя с фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности исходного светового потока. блок фотоприемника с основным фотоэлементом для регистрации светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, Блок осветителя снабжен дополнительным фотоэлементом для регистрации рассеянного на загрязненном оптическом элементе светового потока. а блок фотоприемника дополнительным источником света и дополнительным фотоприемником для регистрации светового потока, рассеянного не загрязненном оптическом элементе. Дополнительные фотоэлементы и основной фотоэлемент электрически связаны с электронной схемой суммирования. выход из которой подведен к схеме сравнения с сигналом на фотоприемнике. 2 с.п. ф-лы, 2 ил, электрофильтров и других пылеулавливающих установок.

Известен способ измерения концнтрации частиц пыли в газоходе (авт св. М

532790, кл. 8 01 N 15/02), е которо .i предусмотрено предотвращение QTëoæå>«té дис

2000147 персной фазы. Например частиц пыли, на защитных оптических элементах путем зарядки -ястиц, проникающих внутрь пылемера. в поле коронного разряда и осаждение их на поверхности противоположно заряженной диафрагмы.

Устройст во для реализации этого способа представляет собой оптический пылемер, содержащий блок осветителя, блок фотоприемниеа, снабженные защитными стеклами с нанесенным на них проводящим слоем, и коронирующие электроды, подключенные к проводящему слою защитных стекол (авт. св, N 532790, кл. В 01 N 15/02).

<-1едостатками известных способа и устроиствэ являются сложность практического осуществления, поскольку R корпуса блоков прибора (блок осветителя и блок фотоприемника) вводятся элементы, находящиеся в процессе эксплуатации прибора под высоким напряжением; ослабление исходного светового потока (пучка1 введенными в блоки прибора электродами, находящимися на оптической оси прибора; необходимость покрытия оптических (или защитных) стекол прибора электропроводящим слоем, кроме усложнения и удорожания ус гоойства, снижает светопропускающие свойства прибора; необходимость использования высоковольтного источника питания и высоковольтной кабельной коммуникации, что значительно удорожает прибор.

Цель изобретения — повышение эффективности оперативного управления работой электрафильтра в том числе в АСУТП за счет компенсации погрешности измерений запы/leнности среды.

Для этого в известном способе измерения концентрации частиц пыли, заключающемся в том, что загрязненную среду освещают световым пучком, раздельно регистрируют сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, и сигнал, пропорциональНЫЙ ИНТЕНСТИВНОСТИ ИСХОДНОГО СВЕТОВОГО потока. а затем производят сравнение сигналов и по разности судят о концентрации частиц, дополнительно регистрируют сигналы, пропорциональные рассеянным от загрязненных защитных оптических элементов световым потокам. и суммируют последние с сигналом, пропорциональным интенсивности светов.)ro потока. прошедшего чеп;„запыленную среду и загрязненные оп..«нес и элементы после чего

55 про.1зводят сравнение суммы с ислодным сигналом

В известном устройстве для измерения концентрации частиц пыли, содержащем блок осветителя с фотоэлементом для генерирования сигнала, пропорцинального интенсивности исходного светового потока, и блок фотоприемника с фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности ослабленного светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, при этом фотоэлементы электрические связаны с электронной схемой сравнения сигналов, блок осветителя снабжен дополнительным фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности потока, рассеянного на загрязненном оптическом элементе, при этом дополнительный фотоэлемент размещен на оси, расположенной под углом к оптической оси канала исходного светового потока и за его пределами, блок фотоприемника снабжен дополнительными источниками света и фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности светового потока от дополнительного источника света, рассеянного на защитном оптическом элементе, установленными за пределами канала исходного светового потока на осях, расположенных в одной плоскости под углами к оптической оси канала, при этом дополнительные фотоэлементы обоих блоков и фотоэлемент для регистрации ослабленного светового потока электрически связаны с электронной схемой суммирования сигналов, выход которой подключен к электронной схеме сравнения сигналов.

На фиг.1 изображен один из возможных вариантов схемы устройства для измерения концентрации частиц пыли в газовых трактах электрофильтров; на фиг,2 — блок питания и измерений (БИ) устройства.

Устройство, состоящее из блока А осветителя и блока Б фотоприемника, устанавливается с двух сторон трубопровода 1 с загрязненной средой тракта с электрофильтром (не показан).

Блок А включает основной осветитель 2 (например, лампу накаливания Л1), конденсорную линзу 3, защитное оптическое окно

4, выполненное в виде плоскопараллельной пластины, диафрагму (рефлектор) 5. выполненную в виде вогнутого, например сферического, зеркала с отверстием 6, фотоэлемент (Ф1) 7 прошедшего через диафрагму 5 луча света основного осветителя

2 (исходного сигнала). Доппл ннельный фотоэлемент (Ф,) 8 рассг чнно (пт i.; N.åíного) 2000147 от оптического окна 4 потока света OGHQBHo- рабатываемым соответственно на мостах го осветителя 2. Mg, Ms. М4. Результирующее напряжение Uc

Основной осветитель 2 устанавливают в после суммирования напряжений мостов фокусе собирающей конденсорной линзы 3. M>...Ì4 по приведенной схеме имеет велиПлоскопараллельную пластину размещают 5 чину Uc 01-(02+ 0з+ 04) и регистрируется под углом у к оптической оси канала исход- измерительным прибором И, подключенного светового потока, при этом 90 — у = a, ным к цепи мостов MI.„Ì4 пь ",хеме фиг.2. где a — угол падения на пластину луча света Фотоэлементы Ф1...Ф4 и осветители Л1, осветителя 2. Л2, как показано на фиг.2. вынесены за

Дополнительный фотоэлемент (Фг) 8 10 пределы блока измерений (БИ) в блоки А и размещают на оси, лежащей под углом Р к Б. За пределы блока измерений (БИ) может опти:вской оси канала исходногосветового быть вынесен и измерительный прибор И потока, и установлен за его пределами в (например, самописец), подключенный к корпусе 9 блока А. блоку, измерений (БИ) напрямую или через

Углы а,р иу имеют общую вершину 15 делитель напряжения Д. и лежат в одной плоскости. Предлагаемое устройство может быть

Блок Б фотоприемника включает защит- эффективно использовано в качестве датчиное оптическое окно 10, выполненное в ви- ков запыленности газа. устанавливаемых в де плоскопараллельной пластины, и газовом тракте перед электрофильтром собирающую оптическуюлинэу11. установ- 20 (датчик начальной запыленности) и после ленные перпендикулярно оптической оси электрофильтра (датчик ос1аточной запыканала исходного светового потока перед ленности) АСУ ТП электрофильтра, фотоэлементом (Фз) 12, регистрирующим В двух плечах мостов М1„,М4 установлеинтенсивность ослабленного потока основ- ны переменные резисторы Вл. предназнаного осветителя 2. Фотоэлемент (Фз) 12 ус- 25 ченные для уравновешивания мостов перед тановлен в фокусе линзы 11. За пределами измерениями. Для регистрации показаний канала исходного светового потока основ- регулирования при настройке устройства ного осветителя 2 имеются дополнитель- может быть использован измерительный ный осветитель (Лр) 13 и дополнительный прибор И, подключаемый в этом случае пофотоэлемент (Ф4) 14, которые размещены 30 очередно к вторичным полюсам (N-N) мосна осях, лежащих соответственно под уг- тов M)" M4 лами р и О к оптической оси канала на Способ осуществляют следующим обпротивоположных сторонах корпуса 15 pasQM блока Б. Анализируемую газовую среду, пропуСобирающие линзы 16 (блок А) и 17 35 скаемую через трубопровод! тракта с элек(блок Б) устанавливают при необходимости. трофильтрами, освещают при помощи

Соединение (муфтовое, фланцевое и т.п,) основного осветителя 2 пучком света, проблоков А и Б трубопроводом 1 обозначено ходящим последовательно через конденна фиг.1 позицией 18. сорную линзу 3 и оптическое окно 4 блока А.

Блоки БИ питания и измерений (cM. 40 Прошедший через среду луч света поступафиг.2) включает источник питания стабили- ет на фотоэлемент 12 через оптическое окно зированным током Р1. При использовании, 10 и сорбирующую линзу 11 блока Б. например, в качестве фотоэлементов фото- Одновременно через отверстие 6 диафрезисторов блок измерений БИ включает рагмы 5 на фотоэлементе 7 регистрируют четыре моста сопротивлений Mi, Mg, Мэ, М4, 45 величину сигнала, пропорциональную инпитаемых стабилизированным напряжени- тенсивности исходного светового потока от ем от одного источника Р2 компоновочно осветителя 2. размещенного также в блоке измерений В процессе работы устройства по мере (БИ). При этом каждый из фотореэисторов загрязнения оптических окон 4 и 10 содерФ1, Ф, Ф1, Ф4 включен соответственно B 50 жащимися в анализируемой среде частицаодно из плеч мостов М ...Мл ми происходит. ослабление основного

Все четыре моста электрически соеди- сигнала, так как снижается оптическая пронены между собой последовательно (по вто- ницаемость последних. При этом пропорциричному напряжению), при этом схема онально возрастает интенсивность суммирования включает мосты Мг...М4, а 55 рассеянных (отраженных) световых потосхема сравнения — М ...Мл. ков.

Напряжение Ut. вырабатываемое на Для компенсации погрешности из л исмосте М1сфоторезистором cDi, включено в ний, вносимых по изложенной при«ине в противофазе напряжением U2, Оз, U4, вы- данном способе регистрируют ин1. нс1:я ность рассеянных (отраженных) ci <>оых

2000147

50 потоков от загрязненных оптических окон 4 и 10 соответственно дополнительными фотоэлементами 8 и 14, после чего полученные сигналы в соответствующем масштабе с коэффициентом К суммируют с основным ослабленным сигналом, вырабатываемым на фотоэлементе 12, затем производят сравнение полученной суммы с сигналом, пропорциональным интенсивности исходного светового потока, регистрируемого фотоэлементом 7.

Суммирование сигналов, регистрируемых фотоэлементом 12 и дополнительными фотоэлементами 8 и 14, и последующее сравнение суммы с сигналом, регистрируемым .фотоэлементом 7, производят с flo мощью известных средств, например с помощью соответствующим образом включенных мостов, в плечах которых помещены фотоэлементы (фоторезисторы) 7, 8, 12 и 14 (см, фиг.2), 0с = 0> (Ки02+ Км0 + 0з).

По результатам сравнения сигналов судят о концентрации частиц в исследуемой среде.

Масштабный коэффициент К зависит от физических свойств (форма, размер и т.п.) частиц, загрязняющих оптические стекла 4, 10 и углов P vl О установки фотоэлементов 8 и 14.

Значение К устанавливается при подготовке прибора к измерению в заданных условиях его эксплуатации, Таким образом, погрешность измерений по предлагаемому способу не превышает 5 через 30 суток эксплуатации пылемера, а прототипа более 50 на вторые сутки.

Формула изобретения

1. Способ измерения концентрации частиц пыли в газовых трактах электрофильтров, заключающийся в том, что загрязненную среду освещают световым пучком, раздельно регистрируют сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, и сигнал, пропорциональный интенсивности исходного светового потока, а затем произ5

35 водят сравнение сигналов и по разности судят о концентрации частиц, отличающийся тем. что дополнительно регистрируют сигналы, пропорциональные рассеянным от загрязненных защитных оптических элементов световым потокам, и суммируют последние с сигналом, пропорциональным интенсивности светового потока. прошедшего через запыленную среду и загрязненные оптические элементы, после чего производят сравнение суммы с исходным сигналом.

2. Устройство для измерения концентрации частиц пыли в газовых трактах электрофильтров, содержащее блок осветителя с фотоэлементом для генерирования сигнала, пропорционального интенсивности исходного светового потока, и блок фотоприемника с фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности ослабленного светового потока, прошедшего через загрязненную среду и защитные оптические элементы, при этом фотоэлементы электрически связаны с электронной схемой сравнения сигналов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок осветителя снабжен дополнительным фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности потока, рассеянного на загрязненном оптическом элементе, при этом дополнительный фотоэлемент размещен на оси. расположенной под углом к оптической оси канала исходного потока и за его пределами, блок фотоприемника снабжен дополнительными источниками света и фотоэлементом для регистрации сигнала, пропорционального интенсивности светового потока от дополнительного источника света, рассеянного на защитном оптическом элементе. установленными за пределами канала исходного светового потока на осях, расположенных в одной плоскости под углами к оптической оси канала. при этом дополнительные фотоэлементы обоих блоков и фотоэлементы для регис рации ослабленного светового потока электрически связаны с электронной схемой суммирования сигналов, выход которой подключен к электронной схеме сравнения сигналов.

2000147 (, Я Jèàеми ( (sn сл h/z/

/7Р/6Ф

Фиа /

Составитель P.Âåëeöêèé

Редактор M.Ñòðåëüíèêoâà Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Заказ 3056

Производс гв .нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Г

1

I !

l ! !

I ! !

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

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