FI73840C - Anordning foer detektering av en ljuspaoverkande substans i ett fluidum. - Google Patents

Description

73840

Laite valovaikutteisen aineen havaitsemiseksi virtaavassa väliaineessa

Keksinnön kohteena on laite, joka reagoi virtaa-vässa väliaineessa olevaan valovaikutteiseen aineeseen, 5 kuten esimerkiksi ilmassa olevaan öljysumuun. Yksi seuraavassa esitettävä keksinnön suoritusmuoto on ilmaisin, joka ilmaisee liiallisen voiteluöljysumun pitoisuuden, joka esiintyy pyörivän laitteiston tai koneiston käytön aikana, ja etenkin se ilmaisee 10 tällaisen sumun polttomoottorin ja dieselmoottoreiden kampikammioissa. Ylimääräinen öljysumun muodostuminen voi aiheuttaa räjähdysvaaran ja tästä syystä on selvästi edullista kyetä havaitsemaan varhaisessa vaiheessa tällainen ylimääräinen öljysumun muodostuminen.

15 ' Ylimääräistä öljysumun muodostumista voi esiintyä kampikaramiosissa ylikuumenemisen tai mekaanisten osien kulumisen johdosta, ja laite vällaisen ylimääräisen öljysumun muodostumisen ilmaisemiseksi mahdollistaa myös varhaiset varotoimenpiteet lisävaurion ehkäise-20 miseksi.

^ Kuitenkin keksintöä voidaan käyttää myös muiden helposti valovaikutteisten aineiden ilmaisemiseksi ja yleensä sumun, esimerkiksi höyrysumun ilmaisemiseksi tuuletus-, jäähdytys- ja kaasujäähdytysjärje stelmissä.

25 Värittömien sumujen havaitseminen on mahdollista esimerkiksi johtamalla sumua sopivan kemikaalin kautta, joka reagoi sumuun värjäytymällä. Edelleen voidaan mitata normaalin polttomoottorin poistokaasujen tiheyttä.

Tunnetaan myös laitetta, joissa nesteiden näytteet 30 otetaan peräkkäin käyttämällä mekaanista pyörivää venttiiliä, ja valovaikutteisten aineiden läsnäolo kussakin näytteessä ilmaistaan sitten valosähköisesti. Tällaiset laitteet ovat kuitenkin hitaita ja vaivalloisia.

2 73840

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan entistä parempi laite, joka reagoi virtaavassa väliaineessa oleviin valoheitteisiin aineisiin.

Etenkin keksinnön tehtävänä on saada aikaan 5 sellainen laite, joka pystyy toimimaan suurella nopeudella niin, että on mahdollista ottaa useita näytteitä ja mitata ne yksilöllisesti hyvin lyhyessä kokonaiskiertoajassa.

Keksinnön mukaisesti saadaan aikaan laite valo-10 vaikutteisten aineiden ilmaisemiseksi virtaavassa väliaineessa, mikä laite käsittää useita solenoidi-toimisia venttiilejä, joissa kussakin on vastaava tuloputki, vastaava poistoputki, vastaava ohitusputki, vastaava solenoidikela ja vastaava venttiilielin, joka 15 on siirrettävissä solenoidikelalla suljetun aseman, jossa se sulkee venttiilin tuloputken ja venttiilin poistoputken välisen yhteyden, mutta kytkee venttiilin tuloputken ohitusputkeen, ja avoimen asennon välillä, jossa se kytkee venttiilin tuloputken venttiilin 20 poistoputkeen ja sulkee yhteyden venttiilin tuloputken ja ohitusputken välillä, yhteisen mittauskammion, johon kaikki venttiilin poistoputket on kytketty, laitteen imun tuottamiseksi mittauskammioon ja kaikkiin ohitusputkiin, jolloin ohitusputkilla kaikkien 25 niiden vnettiilien tuloputkiin tuotettu imu, joiden venttiilielimet ovat suljetussa asemassa, vetää virtaavaa väliainetta sisään niin, että jokainen tällainen venttilin tuloputki tyyttyy, ja mittauskammion kautta jokaisen venttiilin tuloputkiin kohdistettu 30 imu, joiden elimet ovat avoimessa asennossa, vetää väliainenäytteen siitä venttiilin tuloputkesta mittaus-kammioon, ja valosähköisen ilmaisinlaitteen mittauskam-miossa jokaisessa väliainenäytteessä olevan valovaikut-teisen aineen ilmaisemiseksi valosähköisestä.

35 Keksinnön mukaista öljysumun ilmaisinlaitetta selitetään nyt lähemmin vain esimerkkinä viitaten il 73840 3 oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää sivukuvantoa laitteesta, osittain leikattuna sisärakenteen selventämiseksi, kuvio 2 esittää kuvion 1 viivaa II-II pitkin 5 tehtyä leikkauskuvantoa, ja kuvio 3 on lohkokaavio laitteen sähköpiiristä.

Kuten kuviosta 1 nähdään, laite käsittää kotelon 5, joka sisältää kolme kammiota: mittauskammion 6, sekoituskammion 7 ja ohituskammion 6 (ks. kuvio 2).

10 Jokainen näistä kammioista ulottuu kahden päätyseinämän 10 ja 11 väliin, jotka on esitetty kuviossa 1, jossa osa kotelon 5 ulkosivusta on poistettu. Kumpikin päätyseinämä 10, 11 sisältää ikkunan, josta levittyy sisäänpäin vastaava avoin sylinterimäinen jatkos 12, 13.

15 Jokaiseen ikkunaan on asennettu vastaava linssi 1^, 16.

Linssit 1U, 16 avautuvat mittauskammion 6 vastakkaisiin päihin, mutta eivät ohituskammioon 8.

Sekoituskammio 7 avautuu mittauskammioon 6 kahden aukon 17 kautta.

20 Jakoseinämän 10 ja kotelon 5 pään välissä on tila, johon on asennettu valosähköinen kenno yhdensuuntaisesti linssin 11+ kanssa. Kotelon 5 vastakkaiseen päähän ja kotelon päätyseinämän ja jakoseinämän 16 väliin on asennettu sähköllä toimiva lamppu yhdensuun-25 taisesti linssin 16 kanssa.

Venttiiliyksikkö 22 on asennettu kotelon 5 päälle. Venttiiliyksikkö 22 koostuu kymmenestä (tässä esimerkissä) solenoiditoimisesta venttiilistä 22A - 22J.

Venttiili 22E on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 2. 30 Kuten nähdään, venttiilissä 22E ontuloputki 24e, joka avautuu venttiilikammion 2ÖE venttiilin pesään 2βΕ. Mäntä tai venttiilielin 30E on asennettu venttiilin pesän 26E sisään ja se liukuu kirjaimella X merkityn ja kirjaimella Y merkityn asennon välillä. Mäntä 30E on 35 kytketty venttiiliä käyttävään tankoon 32E, joka voi olla sähkömagneettisesta nostettavissa ja laskettavissa u 73840 solenoidikelalla 3^E, niin että mäntää siirretään asentojen X ja Y välillä.

Venttiilin pesä 26e avautuu sekoituskammioon 7. Vastakkaisesta päästään se on kytketty ohituskammioon 8.

5 Kaikki muut solenoidiventtiilit ovat rakenteeltaan samankaltaisia kuin kuviossa 2 esitetty solenoidiventtii-li 22E.

Kuviossa 2 esitetään myös, miten mittauskammio 6 on kytketty suhteellisen suuren aukon 1*0 kautta puhallus-10 yksikköön 1+2 ja poistokanavaan 1+1+. Ohituskammio 8 on kytketty myös puhallusyksikköön 1+2 ja poistokanavaan putken 1+6 avulla.

Imu tuotetaan mittauskammioon 6 ja ohituskammioon 8 aukon 1+0 tai vastaavasti putken 1+6 kautta (ei-esitetyn) 15 puhaltimen avulla, joka kuuluu tuuletusyksikköön 1*2.

Toiminnassa kaikkien solenoidiventtiilien tuloput-ket 2k on kytketty valottavan polttomoottorin eri osiin. Muissa käyttötapauksissa ne voitaisiin kytkeä esimerkiksi epäpuhtauksien suhteen valvottavan alueen eri osiin 20 tai erilaisiin polttomoottoreihin.

Kun kaikki solenoidiventtiilit ovat kuviossa 2 esitetyssä suljetussa asennossa, s.o. männistään 30 asennossa X, ilmaa vedetään sisään jokaisessa venttiilissä olevan tuloputken 2l+ kautta puhallusyksiköltä 25 1*2 ohituskammion 8 kautta tuotetun imun avulla. Näin jokainen tuloputki 2h, jokainen venttiilikammio 26 ja jokainen putki 36 on täysin täytetty valvottavasta alueesta peräisin olevalla ilmalla.

Solenoidiventtiilit avataan sitten peräkkäin, 30 s.o. jokainen solenoidi on hetkellisesti kytketty sähköisesti nostamaan mäntänsä 30 hetkellisesti asentoon Y, minkä jälkeen mäntä lasketaan asentoon X venttiilin sulkemiseksi ennen seuraavan venttiilin avautumista·

Koska jokainen venttiili avataan, se kytkee tuloputkensa 35 2k mittauskammioon 6 sekoituskammion 7 ja aknavien 17 kautta ja ilmakehän näyte vedetään siten sekoituskammion 5 73840 7 kautta ja sitten mittauskammion 6 kautta puhallusyksi-költä h2 tulen imun avulla, jolloin virtauksen suunta on esitetty nuolilla A kuviossa 1. Kun näyte kulkee mittauskammion läpi, se kulkee lampulta 20 valokennoon 18 5 kulkevan valonsäteen poikki. Jos näyte sisältää öljysu-mua (tai muuta valvottavaa valovaikutteista ainetta), valon määrä, joka osuu valokennoon 18, pienenee ja tällöin esiintyy johdonmukainen muutos valokennon ulostulossa. Tämä voidaan rekisteröidä ja/tai ilmaista, 10 ja varoitussignaali annetaan, mikäli muutos valokennon ulostulossa ilmaisee saasteen vaarallisen tason.

Solenoidiventtiilit voidaan tietenkin avata missä järjestyksessä tahansa eikä välttämättä järjestyksessä 22A, 22B, 22C...22J, On myös mahdollis-15 ta tavata kaikki (tai vain muutama) solenoidiventtiilit yhdessä alueiden yhdistelmässä olevan keskimääräisen epäpuhtauden mittaamiseksi. Tämän lisäksi venttiilejä voidaan käyttää järjestyksessä, mikä on sellainen, että epäpuhtauden (mikäli esiintyy) tasoa jokaisessa näyttees-20 sä verrataan kaikissa näytteissä (tai joissakin) esiintyvän epäpuhtauden keskimääräiseen tasoon.

Sylinterimäiset jatkokset 12, 13 estävät epäpuhtauden putoamisen linsseille 11+ , 16.

Kuvio 3 esittää laitteen sähköpiiriä lohkokaaviona. 25 Kuten nähdään, piiri sisältää keskeisen ohjausyk sikön 100, jolla on kymmenen ulostulojohtoa 102 vastaavasti kytkettyinä solenoidiventtiileihin 22A - 22J niiden avaamiseksi ennalta määrätyn järjestyksen mukaisesti. Valokennosta 18 tuleva sähkösignaali kehitetään 30 johdolla 104 ja syötetään syöttöyksikköön 106 vahvistimen 108 kautta. Syöttöyksikkönä 106 valvotaan johdon 107 kautta keskeisellä ohjausyksiköllä 100 ja se voi siirtää vahvistimen 108 signaalin joko muistiin 110 johdon 112 avulla tai komparaattoriin lii* johdon 1 16 avulla. 35 Johdon 118 avulla keskeinen ohjausyksikkö 100 voi lukea muistia 110 ja se syöttää tallennetun signaalin 6 73840 komparaattorin 11U toiseen syöttöön johdolla 120.

Jos laite toimii tavalla, jossa se vertaa kullakin solenoidiventtiilillä sisäänpäästetyn näytteen epäpuhtauden tasoa, kaikkien näytteiden keskimäärään, 5 silloin keskeinen käsittely-yksikkö 100 ensin virroittaa kaikki johdot 102 avaamaan kaikki solenoidiventtiilit. Valokenno 1ö tuottaa tästä syystä sähkösignaalin, joka on riippuvainen epäpuhtauden keskimääräisestä tasosta, ja yksikkö 100 virroittaa johdon 107, jolloin syöttö-10 yksikkö 106 suuntaa tämän sähkösignaalin muistiin 110.

Keskeinen ohjausyksikkö 100 sulkee sitten kaikki solenoidiventtiilit ja avaa ne sitten peräkkäin yksi kerrallaan. Kun jokainen venttiili avataan, yksikkö 100 virroittaa johdon 107 niin, että syöttöyksikkö 106 15 suuntaa tuloksena saadun sähkösignaalin valokennosta 18 komparaattoriin 1lä. Samanaikaisesti yksikkö 100 virroittaa johdon 118 lukemaan edellä tallennetun keskimääräisen tason signaalin muistista 110 ja syöttämään tämän komparaattorin 11^ toiseen syöttöön. Jos kompa-20 raattori ilmaisee, että epäpuhtauden taso ylittää ennalta määrätyn määrän, joka perustuu epäpuhtauden keski-määriseen tasoon, se tuottaa varoitussignaalin näyttö-tai muuhun tulostusyksikköön 122.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa järjestelmä 25 voidaan järjestää siten, että yhden solenoidiventtiilin syöttöä 2k ei ole kytketty alueeseen, jonka epäpuhtautta tarkkaillaan, vaan puhtaan, saastumattoman ilman lähteeseen. Muut solenoidiventtiilit voidaan tämän jälkeen avata järjestyksessä ja epäpuhtauden tasoa (mikäli 30 esiintyy), joka ilmaistaan valokennolla 18 jokaisen avatun venttiilin kautta lasketun näytteen mukaisesti, voidaan verrata edellä tallennettuun "ei epäpuhtauksia"-tasoon. Varoitussignaali annetaan sitten, mikäli epäpuhtauden taso missä tahansa näytteessä ylittää ennal— 35 ta määrätyn tason, joka perustuu "ei epäpuhtauksia"-ta-soon.

li 7 73840 Tässä suoritusmuodossa yksikkö 100 ensin virroit-taa sopivan johdon johdoista 102 sen solenoidiventtiilin avaamiseksi, joka vastaanottaa puhdasta ilmakehää, ja johdon 107 avulla yksikkö 100 suuntaa tuloksena syntyvän 5 sähkösignaalin muistiin 110. Tämän jälkeen yksikkö 100 sulkee tämän solenoidiventtiilin ja avaa toiset peräkkäin yhden kerrallaan. Edellä esitetyllä tavalla yksikkö 100 saattaa komparaattorin vertaamaan jokaista tuloksena saatua valokennon signaalia tallennettuun signaalin 10 varoitussignaalin tuottamiseksi, mikäli epäpuhtaus ylittää ennalta määrätyn tason.

Jos laite ei toimi kummallakaan edellä esitetyistä tavoista, vaan on järjestetty yksinkertaisesti vertaamaan jokaisen valokennon signaalin tasoa kiinteään tasoon, 15 muisti 110 voitaisiin korvata laitteella signaalin asettamiseksi, joka edustaa tätä kiinteää tasoa (esim. säädettävä jännitteenjakaja),ja tämä signaali syötettäisiin komparaattorin 11U toiseen syöttöön vertailua varten jokaisen valokennon signaalin kanssa, kun sole-20 noidiventtiilit avataan vuototellen.

Esitetty laite on edullinen, koska solenoidivent-tiilit voidaan tehdä hyvin nopeatoimisiksi, paljon nopeammiksi kuin muut pelkästään mekaaniset venttiilit, kuten pyörivät venttiilit tai vastaavat, joihin on 25 järjestetty yhteinen poistoputki, jota käännetään peräkkäin yhteyteen yksittäisten tuloputkien kanssa.

Laite pystyy käyttämään parhaiten hyväksi solenoidiventtiilin nopeatoimista luonnetta sen ohituskammion käytön ja venttiilien järjestelyn jodhosta siben, että 30 jokainen venttiili ja siihen liitetty tuloputki pidetään täysin kuormitettuina kerätyllä ilmalla, vaikkakaan venttiili ei ole avoinna. Tämä tarkoittaa sitä, että < ilmanäyte suunnataan heti mittauskammioon 6, kun vent tiili avataan, ja olennaisesti silmänräpäyksellinen mit-35 taus voidaan suorittaa. Jos esimerkiksi mitään ohitus-kammiota Θ ei järjestettäisi, ja jokainen venttiilimäntä 8 73840 30 järjestettäisiin vain avaamaan ja sulkemaan tuloput-len 2k ja mittauskammion 26 välisen kytkentä, silloin esiintyisi aikaviive (venttiilin avaamisen jälkeen) ennen kuin puhallusyksikön k2 imu pystyisi vetämään 5 ilman&ytteen tuloputkeen 2h ja mittauskammioon 6 tarkkailtavalta alueelta. Esitetty laite varmistaa, että kaikki tuloputket täytetään keskeytymättä tarkasteltavien alueiden ilmakehällä.

il

Claims (6)

9 73840

1. Laite hiukkasten ilmaisemiseksi virtaavassa väliaineessa, joka laite käsittää useita solenoiditoimisia venttiilejä 5 (22), joissa jokaisessa on vastaava tuloputki (24), vastaava poistoputki, vastaava ohitusputki (36) ja vastaava venttii-lielin (30), joka on liikuteltavissa solenoidikelalla (34) suljetun asennon, jossa se sulkee venttiilin tuloputken (24) ja venttiilin poistoputken välisen yhteyden mutta yhdistää 10 tuloputken (24) ohitusputkeen, ja avoimen asennon välillä, jossa se kytkee venttiilin tuloputken (24) venttiilin pois-toputkeen ja sulkee tuloputken (24) ja ohitusputken (36) välisen yhteyden; yhteisen mittauskammion (6), johon kaikki venttiilin poistoputket on kytketty; raittauskammiossa (6) 15 olevan valosähköisen laitteen (18, 20) virtaavassa väliai neessa olevien hiukkasten ilmaisemiseksi väliaineen saapuessa raittauskamraioon (6); ja mittauskammioon (6) kytketyn itnu-lähteen (42) väl iainenäy tteen vetämiseksi mittauskammioon (6) kunkin venttiilin (22) tuloputkesta (24), joiden kunkin 20 venttiilin (22) venttiilielin (30) on avoimessa asennossa; tunnettu yhteisestä ohituskamraiosta (8), joka on kytketty imulähteeseen (42), jolloin ohitusputkien (36) aiheuttama imu niiden kaikkien venttiilien (22) tuloputkiin (24), joiden venttiilielimet (30) ovat suljetussa asennossa, 25 imee virtaavaa väliainetta jokaiseen tällaiseen venttiilin tuloputkeen (24) täyttäkseen tämän.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että valosähköinen laite käsittää valolähteen (20) 30 valonsäteen suuntaamiseksi mittauskammion (6) poikki valo sähköiseen kennoon (18).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet -t u siitä, että mittauskammio (6) on kytketty poistoputkiin 35 yhteisen jakokamraion (7) kautta.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on muisti (110), joka 10 73840 tallentaa sähkösignaalin, joka esittää virtaavassa väliaineessa olevan saasteen ennalta määrättyä perusarvoa, säätö-yksikkö (100), joka aktivoi mainitut venttiilit (22) ennalta määrätyssä järjestyksessä, jolloin jokainen venttiilielin 5 (30) liikkuu hetkellisesti avoimeen asentoon, ja vertailu- laite, joka vertaa puolestaan valosähköisen ilmaisulaitteen (18, 20) jokaisen venttiilin (22) aktivoinnin mukaisesti tuottamaa sähkösignaalia tallennettuun sähkösignaaliin, jolloin se ilmaisee, onko tämän venttiilin (22) kautta otetun 10 väliainenäytteen epäpuhtaustaso epäpuhtauden perusarvon ala- vai yläpuolella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (100) aktivoi kaikki venttiilit 15 (22) samanaikaisesti, jolloin kaikki venttiilielimet (30) liikkuvat samanaikaisesti niiden avoimeen asentoon niin, että valosähköinen ilmaisulaite (18, 20) tuottaa sähkösignaalin, joka esittää venttiilien kautta otettujen väliainenäyt-teiden epäpuhtauden keskimääräistä tasoa, ja että tämä säh-20 kösignaali syötetään muistiin (110) esittämään epäpuhtauden ennalta määrättyä perusarvoa.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että venttiilin (22) tuloputki (24) on kytketty 25 olennaisesti puhtaaseen väliaineeseen, jolloin valosähköisen ilmaisulaitteen (18, 20) sähkösignaali, kun tämä venttiili (22) on aktivoitu mainitussa järjestyksessä, edustaa olennaisesti puhdasta väliainetta, ja että tämä sähkösignaali syötetään muistiin (110) esittämään epäpuhtauden ennalta 30 määrättyä perusarvoa. li 73840