Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung des Schwebeteilgehaltes in einem längs eines Strömungsweges strömenden Medium unter Verwendung ortsfesten Strahlungsabsorptionsmesseinrichtung mit im Strömungsweg laufendem Messstrahlengang sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Strahlenquelle und einem Strahlenempfänger, welcher Strahlenempfänger in Abhängigkeit der auftreffenden Strahlenintensität ein Anzeigegerät steuert.
Es ist bekannt (US-Patent 2047592 vom 20.08.1932) in einem in einer Leitung strömenden Medium die darin mitgeführten Schwebeteile mittels einer Strahlenabsorptionsmesseinrichtung zu überwachen, wobei der Strahlengang dieser Messeinrichtung quer durch diese Leitung hindurchgeführt wird. Dabei ist es unvermeidlich, dass im Bereich des Strahlenganges die Leitung selbst aus strahlendurchlässigem Material hergestellt oder mit strahlendurchlässigen Fenstern versehen ist. Daraus resultiert der Nachteil, dass durch eine Ablagerung von Schwebeteilchen diese strahlendurchlässigen Stellen zunehmend getrübt und die Messwerte verfälscht werden.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, (OS 1 908 072 vom 10.12. 1970) die von der Strahlenquelle ausgehende Strahlung durch eine entsprechende optische Einrichtung in zwei Strahlengänge aufzuteilen, wobei der eine Strahlengang der eigentlichen Messung in einem Gaskanal dient, während ein anderer Strahlengang zur periodischen Eichung des Gerätes mit einer Referenzgasprobe herangezogen wird. Nach einem weiteren Vorschlag (DBP 1 623 071 3. 02.1967) wird zur periodischen Eichung des Gerätes vor der eigentlichen, im zu kontrollierenden Gasstrom angeordneten Messstrecke des Strahlenganges ein Referenzreflektor in diesen hineingeschwenkt.
Beide Vorschläge sind indessen mit dem Nachteil verbunden, dass keine Gewähr besteht, dass die optischen, für die periodische Eichung notwendigen Einreichungen gleich wie jene der eigentlichen Messstrecke ver schmutzen, so dass die Genauigkeit der Eichung nicht gewährleistet ist.
Die Erfindung will bei der Überwachung des Schwebeteilgehaltes in einem strömenden Medium mit einer Strahlenabsorptionsmesseinrichtung die Eichung der Messeinrichtung so gestalten, dass Veränderungen im optischen System während des Betriebes ausgeschaltet werden.
Erfindungsgemäss wird dieser Zweck dadurch erreicht, dass der Messstrahlengang alternierend durch das erwähnte Medium oder ein Referenzmedium verläuft und jedesmal die Strahlenabsorption gemessen wird, und dass bei jeder Referenzmediummessung die Strahlungsintensität auf der Strahlenempfängerseite des M essstrahlenganges automatisch auf einen bestimmten konstanten Wert eingestellt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein sich wenigstens über einen Teil der Messstrecke des Strahlenganges erstreckendes, strahlendurchlässiges Element in die Messstrecke einschaltbar gelagert ist, dass ein Antrieb vorgesehen ist, um das Element abwechselnd in die Messstrecke bzw. aus dieser heraus zu bewegen, dass eine die Strahlenquelle steuernder, vom Strahlenempfänger über einen ersten Speicher und einem Festwertgeber betätigter Regler vorgesehen ist, um die Strahlenintensität auf den genannten konstanten Wert einzustellen, wenn das Element in der Messstrecke liegt, dass eine Umschaltanordnung vorgesehen ist, welche den Strahlenempfänger mit einem Anzeigegerät verbindet, wenn sich das Element ausserhalb der Messstrecke befindet, und dass eine Programmsteuerung zur Steuerung des Antriebs, des Reglers und der Umschaltanordnung vorgesehen ist.
Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Vorrichtungsausführungsbeispieles in der Messstellung, wobei Teile weggelassen sind,
Fig. 2 eine gleiche Darstellung wie Fig. 1, wobei sich das Vorrichtungsausführungsbeispiel in der Eichstellung befindet,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV nach Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Vorrichtungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2, wobei dieses in eine Luftleitung eingebaut ist,
Fig. 7 ein Steuerschema zum Vorrichtungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine Strahlenquelle 1 und einen Strahlenempfänger 2 auf, welche nebeneinander angeordnet sind. Zur Bildung einer Messstrekke 3 für den Strahlengang führt die von der Strahlenquelle 1 ausgesandten Strahlen über ein Prisma 4, wo eine Umlenkung um 1800 erfolgt, so dass die Strahlen auf den neben der Strahlenquelle liegenden Strahlenempfänger 2 auftreffen. Als Strahlenquelle 1 kann eine Lichtquelle, eine Infrarotquelle oder vgl. verwendet werden. Entsprechend der in der Messstrecke erzeugten Strahlen ist der Strahlenempfänger zu wählen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Phototransistor ist, der eine von der auftreffenden-Strahlenintensität abhängige elektrische Spannung erzeugt.
Die Vorrichtung weist zwei axial ausgerichtete Lagerschalen 5 und 6 auf, in denen eine Achse 7 drehbar gelagert ist. Auf der Achse 7 sind zwei Kreisplatten 8 und 9 drehfest angeordnet. Die Kreisplatte 9 ist in der Lagerschale 6 und die Kreisplatte 8 in der Lagerschale 5 drehbar gelagert. Die Kreisplatte 9 umschliesst mit der Lagerschale 6 einen Hohlraum 10, 11, bestehend aus einer oberen Hohlraumhälfte 10 und einer unteren Hohlraumhälfte
11, welche durch eine Rippe 12 voneinander getrennt sind. In der unteren Hohlraumhälfte ist das Lagergehäuse 6 mit im Strahlengang 3 liegenden, durch Fenster 13 abgeschlossenen Öffnungen versehen, wobei die Fenster 13 im Bereich einer erhabenen Fläche 14 liegen. Die Kreisplatte 9 ist gleich ausgebildet wie die Kreisplatte 8.
Jede der Kreisplatte 8 bzw. 9 weist auf der dem Lagergehäuse 5 bzw. 6 zugewandten Seite eine Vertiefung 15 auf die durch eine Rippe 16 in zwei Hälften geteilt ist (in der Zeichnung nur bei der Kreisplatte 8 sichtbar).
In jeder der beiden Hälften der Vertiefung 15 sindje zwei Öffnungen 17 bzw. 17' angeordnet. Der radiale Abstand der Öffnungen 17, 17' von der Achse 7 ist gleich dem radialen Abstand der Messstrecke 3 von der Achse 7. Die gegenseitige Entfernung zwischen den Öffnungen 7 bzw. 17' ist gleich dem Abstand der beiden Hälften der Messstrecke 3, so dass, wie in
Fig. 1 gezeigt, die Öffnungen 17' und danach die Öffnungen
17 (Fig. 2) in die Messstrecke 3 gedreht werden können. Die Öffnungen 17 sind durch Rohre 18 miteinander verbunden.
Sind die Rohre 18 in die Messstrecke 3 geschwenkt, so liegt die
Messstrecke in einem gegen die Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Raum. Auf der den Lagergehäusen 5 bzw. 6 zugewandten Seiten der Kreisplatten 8 und 9 ist jede Öffnung 17' von einer Ringrippe 19 umgeben. Die Ringrippe 19 ist mit in
Sehnenrichtung orientierten Schlitzen 20 (Fig. 4 und 5) ver sehen. Das Lagergehäuse 5 ist mit zwei durch Fenster 21 abge schlossenen Öffnungen 22 versehen, durch welche der Strah lengang 3 hindurchgeführt ist. An die Fenster 21 schliesst das den Strahlengang 3 umlenkende Prisma 4 an. Das Lagerge häuse 5 ist mit einer Ausnehmung 23 versehen, die zusammen mit der Vertiefung 15 in der Kreisplatte 8 einen zusammen hängenden Hohlraum bildet. Die Ringrippen 19 an der Kreis platte 8 ragen in diesen Hohlraum 15, 23 hinein und enden unmittelbar vor den Fenstern 21.
Entsprechend ragen die nicht sichtbaren, die Öffnungen 17' umgebenden Ringrippen an der Kreisplatte 9 in die untere Hohlraumhälfte 11 hinein, wo sie kurz vor den Fenstern 13 enden. Die obere Hohlraumhälfte 10 ist mittels einem Stutzen 24 und die untere Hohlraumhälfte 11 mittels einem Stutzen 24' mit einer nicht dargestellten Referenzgasquelle verbunden. Ist die Vorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Messstellung so strömt das Referenzgas aus der oberen Hohlraumhälfte 10 durch die Rohre 18 in den Hohlraum 15, 23 und tritt aus diesem Hohlraum 15, 23 durch die Öffnung 17' der Kreisplatte 8 aus. Dabei entsteht in den Öffnungen 17', bedingt durch die Schlitze 20, ein Referenzgaswirbel, dessen saugende Wirkung allfällige Staubablagerungen auf den Fenstern 21 beseitigt.
Das durch den Stutzen 24' in die untere Hohlraumhälfte 11 strömende Referenzgas tritt durch die Öffnung 17' der Kreisplatte 9 aus, wobei auch hier, bedingt durch die Schlitze 20, in den Öffnungen 17' ein Referenzgaswirbel entsteht, der die Fenster 13 von einem allfälligen Staubniederschlag reinigt. Auf der Achse 7 ist nebst den Kreisplatten 8 und 9 ein Ritzel 25 drehfest aufgesetzt, welches mit einem Ritzel 26 kämmt, das auf die Abtriebwelle 27 eines Schrittmotors 28 fest aufgesetzt ist. Bei einer Drehung des Schrittmotors 28 dreht die Welle 7 abwechslungsweise die Rohre 18 und die Öffnungen 17' der Kreisplatten 8 und 9 in den Strahlengang 3.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in zusammengebautem Zustand, wobei die Vorrichtung in eine Luftleitung 43 eingebaut ist. Die Luftleitung 43 wird von der auf ihren Staübgehalt zu überwachenden
Luft, welche z.B. die aus einer Entstaubungsanlage austretende Sauberluft sein kann, in Richtung der eingezeichneten Pfeile durchströmt. Die Messstrecke 3 führt von der Strahlenquelle 1, welche in einem Antriebsgehäuse 44 angeordnet ist, durch ein Zwischen- oder Isolationsgehäuse 45 in die Luftleitung 43 und vom Prisma 4 zurück zum Strahlenempfänger 2, der ebenfalls im Antriebsgehäuse 44 untergebracht ist.
Beim
Betrieb der Vorrichtung werden die Kreisplatten 8 und 9 schrittweise um 180 gedreht, derart, dass wechselweise die
Messstrecke 3 vom Referenzgas in den Rohren 18 und von der zu überwachenden Luft durchströmt wird.
Die Strahlenquelle 1, der Strahlenempfänger 2 und der Schrittmotor 28 sind Teile einer in Fig. 7 im einzelnen beschriebenen Schaltanordnung. Am Ritzel 25 ist eine Schaltnocke 30 befestigt, welche mit einem Schaltelement 31 zusammenwirkt, das beim Schliessen ein Auslösesignal an eine
Programmsteuerung 32 abgibt, welche danach das eine Mes sung und eine Eichung umfassende Schaltprogramm auslöst.
Befinden sich die Rohre 18 im Strahlengang 3 (Fig. 2), so wer den sie durch den Stutzen 24' und die untere Hohlraumhälfte
11 mit dem Referenzgas durchströmt. In dieser Lage der
Rohre 18 betätigt die Schaltnocke 30 das Schaltelement 31, das an die Programmsteuerung einen Befehlsimpuls zum Eichen der Vorrichtung erzeugt. Die Programmsteuerung 32 schliesst über ihren Eichausgang E die beiden Schaltelemente
33 und 34 und schliesst damit einen Regelkreis 35, umfassend die Strahlenquelle 1 und den Strahlenempfänger 2, die Schalt elemente 33 und 34, einen Integrator 36, einen ersten Ver stärker 37, einen zweiten Verstärker 38, einen ersten Speicher
Sl mit einer Alarmeinrichtung Al und einen Regler R sowie einen zugeschalteten Festwertspeicher So. Gleichzeitig stoppt die Programmsteuerung 32 über eine Leitung 39 den Schritt motor 28.
Im Empfänger 2 entsteht nun ein Strom, dessen
Spannung von der Strahlenabsorption durch die Reinheit des
Referenzmediums und/oder durch die Reinheit der Scheiben
13 und 21 und/oder durch die Alters- und Betriebsbedingun gen der optoelektrischen Elemente 1 und 2 beeinflusst ist. Die
Strahlendurchlässigkeit des Referenzgases ist zur Reproduzier barkeit der Eichung konstant.
Diese Spannung wird im Integrator 36 geglättet und mit einer im Festwertspeicher So erzeugten Referenzspannung verglichen. Eine durch diesen Vergleich der von So vorgegebenen und am Ausgang des Integrators 36 vom Empfänger 2 verarbeitet abgegebenen Spannungen erzeugte Differenzspannung wird in den Verstärkern 37 und 38 verstärkt und über den ersten Speicher Sl dem Regler R zugeführt. Je nach der Polarität der diesem Regler R zugeführten Spannung bewirkt der Regler R eine Veränderung der an die Strahlenquelle gelegten Spannung und damit der von dieser emittierten Strahlung solange, bis die Differenz der vom Integrator 36 abgegebenen und der vom Festwertspeicher So vorgegebenen Spannungen auf einen bestimmten vernachlässigbar kleinen Wert zurückgeht.
Bei Erreichen der genannten Differenzspannung, die durch die Verstärker 37 und 38 dem Regler R zu dessen Nachführung zugeführt wird, wird am Ende dieser als Eichen bezeichneten Programmstufe die für den Betrieb der Strahlenquelle erforderliche Einstellung des Reglers R im ersten Speicher Sl festgehalten. Diese festgehaltene Regler Einstellung dient in der nachfolgenden Programmstufe Messen dem entsprechend geeichten Betrieb der Strahlenquelle 1, d.h. beim Messen übernimmt der erste Speicher S1 eine Stellgrössenfunktion auf den Regler R.
Nach der Programmstufe Eichen öffnet die Programmsteuerung 32 die Schaltelemente 33 und 34 und erteilt dem Schrittmotor 28 eine bestimmte Anzahl Impulse, so dass sich dieser soweit dreht, bis die nicht durch Rohre verbundenen Öffnungen 17' der Kreisplatten 8 und 9 (Fig. 1) im Strahlengang 3 liegen. In dieser Messstellung erteilt die Programmsteuerung 32 über den Messausgang M einen Schliessbefehl an die Schaltelemente 33 und 40, wddurch ein Messkreis 41 geschlossen wird, dem nebst dem Empfänger 33, dem Schaltelement 33, dem Integrator 36 und dem ersten Verstärker 37 ein zweiter Speicher S2 mit mit einer Alarmeinrichtung A2 zugeordnet ist. Dem zweiten Speicher S2 ist eine Schwellenwerteinstellung 42 zugeordnet.
Fällt die Spannung des dem zweiten Speicher S2 zugeführten Stromes unter den an der Schwellenwerteinstellung 42 vorgewählten Spannungsschwellwert, so erzeugt die Alarmvorrichtung A2 ein akustisches und/ oder optische Singal, welches anzeigt, dass der Staubgehalt in der zu überwachenden Luft zu hoch liegt. Danach steuert die Programmsteuerung 32 erneut den Schrittmotor an; dieser läuft nun bis erneut die Rohre 18 in den Strahlengang (Fig. 2) gelangen, worauf die Schaltnocke 30 erneut den Eichfall an die Programmsteuerung 32 erteilt, worauf sich der beschriebene Arbeitsablauf wiederholt.
Weicht bei erneutem Eichen die am Ausgang des Integrators 36 anliegende verarbeitete Spannung des Empfängers 2 aufgrund unveränderter Strahlung der Strahlungsquelle 1 gegenüber der vorangehenden Eichung von der vom Festwertspeicher SO vorgegebenen Spannung ab, dann sind im optoelektrischen System vom ersten Speicher S1 über den Regler R, die Strahlenquelle 1, die Referenzmediumstrecke 3 4' und den Empfänger 2 Veränderungen aufgetreten. Kleinere Ver änderungen können durch alters- oder betriebsbedingte Ver änderungen der optoelektrischen Elemente, durch Verschmutzungen dieser Elemente oder diesen zugeordneter Optikteile oder durch Veränderungen des Referenzmediums bedingt sein, grössere rühren von zu starker Erregung der Strahlenquelle 1 her, oder aber umgekehrt.
Solche Abweichungen werden beim erneuten Eichen zum Korrigieren des Reglers R und entsprechend zum Verändern der Erregung der Strahlungsquelle 1 ausgewertet, bis der Spannungsabgleich zwischen 36 und SO weitgehend auf Null gebracht ist. Die neue Einstellung wird im ersten Speicher S1 festgehalten. Sind die Fenster 13 und 21 so stark verstaubt, dass eine Nachregulie rung der Strahlenquelle 1 durch den Regler R nicht mehr möglich ist, so erzeugt die Alarmeinrichtung A 1 ein optisches und/oder akustisches Signal, damit die Vorrichtung gereinigt werden kann.
Es ist dem Fachmann naheliegend, auf das Einblasen eines Referenzgases in die Rohre 18 zu verzichten. In diesem Fall ist es zweckmässig, eine besondere Reinigungsvorrichtung für die Fenster 13 und 21 vorzusehen. Ebenso können im Rahmen der Erfindung anstelle der Rohre 18 materielle Lichtleiter, z.B.
Glas- oder Kunstfaserstäbe, verwendet werden.
Weiter ist es möglich, die Rohre 18 längs eines geradlinigen Weges in die Messstrecke 3 bzw. aus dieser heraus zu bewegen. Weiter ist es möglich, die Öffnungen 17 bzw. 17' je durch eine einzige, schlitzförmige Öffnung und entsprechend die Rohre 18 durch ein einziges, im Querschnitt der einzigen Öffnung angepasstes, z.B. ovales Rohr zu ersetzen, worin während dem Eichvorgang die beiden Äste der Messstrecke 3 ohne Trennwand hin und her geführt werden.
The present invention relates to a method for monitoring the suspended matter content in a medium flowing along a flow path using a stationary radiation absorption measuring device with a measuring beam path running in the flow path, as well as a device for carrying out the method with a radiation source and a radiation receiver, which a radiation receiver depending on the incident radiation intensity Display device controls.
It is known (US Pat. No. 2047592 of 08/20/1932) to monitor the suspended parts carried in a medium flowing in a line by means of a radiation absorption measuring device, the beam path of this measuring device being guided transversely through this line. It is unavoidable that in the area of the beam path the line itself is made of a radiolucent material or is provided with radiolucent windows. This results in the disadvantage that, as a result of the deposition of suspended particles, these radiation-permeable areas are increasingly clouded and the measured values are falsified.
In order to eliminate this disadvantage, it was proposed (OS 1 908 072 of December 10, 1970) to split the radiation emanating from the radiation source into two beam paths by means of an appropriate optical device, one beam path being used for the actual measurement in a gas duct, while another Beam path is used for periodic calibration of the device with a reference gas sample. According to a further proposal (DBP 1 623 071 03.02.1967), a reference reflector is swiveled into the beam path for periodic calibration of the device in front of the actual measuring section of the beam path arranged in the gas flow to be controlled.
Both proposals are, however, associated with the disadvantage that there is no guarantee that the optical submissions required for the periodic calibration contaminate the same as those of the actual measuring section, so that the accuracy of the calibration is not guaranteed.
When monitoring the suspended matter content in a flowing medium with a radiation absorption measuring device, the invention aims to design the calibration of the measuring device in such a way that changes in the optical system are eliminated during operation.
According to the invention, this purpose is achieved in that the measuring beam path alternately runs through the mentioned medium or a reference medium and the radiation absorption is measured each time, and that the radiation intensity on the radiation receiver side of the measuring beam path is automatically set to a certain constant value for each reference medium measurement.
To carry out the method according to the invention, it is provided that a radiolucent element extending at least over part of the measuring path of the beam path is mounted in a switchable manner in the measuring path, that a drive is provided to move the element alternately into and out of the measuring path that the radiation source controlling, from the radiation receiver via a first memory and a fixed-value transmitter operated controller is provided to set the radiation intensity to the said constant value when the element is in the measurement section, that a switching arrangement is provided, which the radiation receiver with a Indicator connects when the element is outside the measuring section, and that a program control is provided for controlling the drive, the regulator and the switching arrangement.
The invention is explained by way of example with the aid of the accompanying schematic drawing. Show it:
1 shows an exploded view of a device embodiment example in the measuring position, parts being omitted,
FIG. 2 shows the same representation as FIG. 1, the device embodiment being in the calibration position,
Fig. 3 shows a section along the line III-III of Fig. 1,
FIG. 4 is a view in the direction of arrow IV according to FIG. 2,
5 shows a section along the line V-V according to FIG. 4,
6 is a plan view of the example device according to FIGS. 1 and 2, this being installed in an air line,
7 shows a control scheme for the device example according to FIGS. 1 to 6.
The device shown in the drawing has a radiation source 1 and a radiation receiver 2, which are arranged next to one another. To form a measuring section 3 for the beam path, the rays emitted by the radiation source 1 pass over a prism 4, where a deflection by 1800 takes place so that the rays strike the radiation receiver 2 located next to the radiation source. A light source, an infrared source or cf. be used. The radiation receiver is to be selected in accordance with the beams generated in the measurement section, which in the illustrated embodiment is a phototransistor which generates an electrical voltage that is dependent on the incident beam intensity.
The device has two axially aligned bearing shells 5 and 6 in which an axis 7 is rotatably mounted. On the axis 7, two circular plates 8 and 9 are arranged in a rotationally fixed manner. The circular plate 9 is rotatably mounted in the bearing shell 6 and the circular plate 8 in the bearing shell 5. The circular plate 9 encloses with the bearing shell 6 a cavity 10, 11, consisting of an upper cavity half 10 and a lower cavity half
11, which are separated from one another by a rib 12. In the lower cavity half, the bearing housing 6 is provided with openings located in the beam path 3 and closed by windows 13, the windows 13 being in the region of a raised surface 14. The circular plate 9 has the same design as the circular plate 8.
Each of the circular plates 8 or 9 has a recess 15 on the side facing the bearing housing 5 or 6, which is divided into two halves by a rib 16 (only visible for the circular plate 8 in the drawing).
In each of the two halves of the recess 15 there are two openings 17 and 17 '. The radial distance between the openings 17, 17 'from the axis 7 is equal to the radial distance between the measuring section 3 and the axis 7. The mutual distance between the openings 7 and 17' is equal to the distance between the two halves of the measuring section 3, so that , as in
Fig. 1 shows the openings 17 'and then the openings
17 (Fig. 2) can be rotated into the measuring section 3. The openings 17 are connected to one another by tubes 18.
If the tubes 18 are pivoted into the measuring section 3, the
Measurement section in a room closed off from the ambient atmosphere. On the sides of the circular plates 8 and 9 facing the bearing housings 5 and 6, each opening 17 ′ is surrounded by an annular rib 19. The annular rib 19 is in
Chord direction oriented slots 20 (Fig. 4 and 5) see ver. The bearing housing 5 is provided with two abge closed openings 22 through window 21 through which the strah lengang 3 is passed. The prism 4 which deflects the beam path 3 adjoins the window 21. The Lagerge housing 5 is provided with a recess 23 which, together with the recess 15 in the circular plate 8, forms a coherent cavity. The annular ribs 19 on the circular plate 8 protrude into this cavity 15, 23 and end immediately in front of the windows 21.
Correspondingly, the not visible, the openings 17 'surrounding the annular ribs on the circular plate 9 into the lower cavity half 11, where they end just before the windows 13. The upper cavity half 10 is connected by means of a connector 24 and the lower cavity half 11 by means of a connector 24 'to a reference gas source (not shown). If the device is in the measuring position shown in FIG. 1, the reference gas flows from the upper cavity half 10 through the tubes 18 into the cavity 15, 23 and exits this cavity 15, 23 through the opening 17 'of the circular plate 8. As a result of the slots 20, a reference gas vortex is created in the openings 17 ′, the suction effect of which removes any dust deposits on the windows 21.
The reference gas flowing through the nozzle 24 'into the lower cavity half 11 exits through the opening 17' of the circular plate 9, whereby here too, due to the slots 20, a reference gas vortex arises in the openings 17 ', which the window 13 from a possible Dust deposit cleans. On the axis 7, in addition to the circular plates 8 and 9, a pinion 25 is mounted in a rotationally fixed manner, which meshes with a pinion 26 which is firmly mounted on the output shaft 27 of a stepping motor 28. When the stepping motor 28 rotates, the shaft 7 alternately rotates the tubes 18 and the openings 17 ′ of the circular plates 8 and 9 in the beam path 3.
6 shows a plan view of the device according to FIGS. 1 and 2 in the assembled state, the device being installed in an air line 43. The air line 43 is to be monitored for its dust content
Air which e.g. the clean air exiting from a dust extraction system flows through it in the direction of the arrows. The measuring section 3 leads from the radiation source 1, which is arranged in a drive housing 44, through an intermediate or insulating housing 45 into the air line 43 and from the prism 4 back to the radiation receiver 2, which is also housed in the drive housing 44.
At the
Operation of the device the circular plates 8 and 9 are rotated stepwise by 180, such that alternately the
Measurement section 3 is traversed by the reference gas in the tubes 18 and by the air to be monitored.
The radiation source 1, the radiation receiver 2 and the stepping motor 28 are parts of a circuit arrangement described in detail in FIG. On the pinion 25, a switching cam 30 is attached, which interacts with a switching element 31, which when closing a trigger signal to a
Program control 32 outputs which then triggers the switching program comprising a measurement and a calibration.
Are the tubes 18 in the beam path 3 (Fig. 2), so who they through the nozzle 24 'and the lower cavity half
11 flows through with the reference gas. In this situation the
Tubes 18, the switching cam 30 actuates the switching element 31, which generates a command pulse to the program control to calibrate the device. The program control 32 closes the two switching elements via its calibration output E.
33 and 34 and thus closes a control loop 35, comprising the radiation source 1 and the radiation receiver 2, the switching elements 33 and 34, an integrator 36, a first amplifier 37, a second amplifier 38, a first memory
S1 with an alarm device A1 and a controller R as well as an activated read-only memory So. At the same time, the program control 32 stops the stepping motor 28 via a line 39.
In the receiver 2 there is now a current whose
Tension from the radiation absorption by the purity of the
Reference medium and / or by the purity of the discs
13 and 21 and / or by the age and operating conditions of the optoelectrical elements 1 and 2 is influenced. The
Radiation permeability of the reference gas is constant for the reproducibility of the calibration.
This voltage is smoothed in the integrator 36 and compared with a reference voltage generated in the read-only memory So. A differential voltage generated by this comparison of the voltages given by So and processed by the receiver 2 at the output of the integrator 36 is amplified in the amplifiers 37 and 38 and fed to the controller R via the first memory S1. Depending on the polarity of the voltage supplied to this regulator R, the regulator R changes the voltage applied to the radiation source and thus the radiation emitted by it until the difference between the voltages emitted by the integrator 36 and the voltages specified by the read-only memory So is negligible small value decreases.
When the above-mentioned differential voltage is reached, which is fed to the controller R by the amplifiers 37 and 38 for its tracking, the setting of the controller R required for operating the radiation source is recorded in the first memory S1 at the end of this program stage, called calibration. This fixed controller setting is used in the subsequent measurement program stage for the correspondingly calibrated operation of radiation source 1, i.e. When measuring, the first memory S1 takes on a manipulated variable function on the controller R.
After the calibration step, the program control 32 opens the switching elements 33 and 34 and gives the stepper motor 28 a certain number of pulses so that it rotates until the openings 17 'of the circular plates 8 and 9 (FIG. 1) are not connected by pipes Beam path 3 lie. In this measuring position, the program control 32 issues a closing command to the switching elements 33 and 40 via the measuring output M, which is closed by a measuring circuit 41 which, in addition to the receiver 33, the switching element 33, the integrator 36 and the first amplifier 37, has a second memory S2 is assigned to an alarm device A2. A threshold value setting 42 is assigned to the second memory S2.
If the voltage of the current supplied to the second memory S2 falls below the voltage threshold value preselected at the threshold value setting 42, the alarm device A2 generates an acoustic and / or optical signal which indicates that the dust content in the air to be monitored is too high. The program control 32 then controls the stepping motor again; this now runs until the tubes 18 again enter the beam path (FIG. 2), whereupon the switching cam 30 again issues the calibration case to the program control 32, whereupon the described workflow is repeated.
If the processed voltage of the receiver 2 present at the output of the integrator 36 deviates from the voltage specified by the read-only memory SO compared to the previous calibration due to unchanged radiation from the radiation source 1, then in the optoelectronic system from the first memory S1 via the controller R, the Radiation source 1, the reference medium path 3 4 'and the receiver 2 changes occurred. Smaller changes can be caused by age or operational changes in the optoelectrical elements, by contamination of these elements or their associated optical parts or by changes in the reference medium, larger ones result from excessive excitation of the radiation source 1, or vice versa.
Such deviations are evaluated when re-calibrating to correct the controller R and accordingly to change the excitation of the radiation source 1 until the voltage balance between 36 and SO is largely brought to zero. The new setting is held in the first memory S1. If the windows 13 and 21 are so dusty that a readjustment of the radiation source 1 by the controller R is no longer possible, the alarm device A 1 generates an optical and / or acoustic signal so that the device can be cleaned.
It is obvious to the person skilled in the art to dispense with blowing a reference gas into the tubes 18. In this case it is advisable to provide a special cleaning device for the windows 13 and 21. Likewise, instead of the tubes 18, material light guides, e.g.
Glass or synthetic fiber rods can be used.
It is also possible to move the tubes 18 along a straight path into and out of the measuring section 3. It is also possible to pass the openings 17 and 17 'each through a single, slit-shaped opening and, accordingly, the tubes 18 through a single, e.g. to replace oval tube, in which the two branches of the measuring section 3 are guided back and forth without a partition during the calibration process.