HU200391B - Smoke measuring instrument first of all for testing engines working on the c.i.principe - Google Patents

Description

A találmány tárgya füstölésmérő műszer, elsősorban dízelüzemű motorok ellenőrzésére, amely optikai jeladóval, jelfeldolgozó erősítővel, az utóbbi kimenő jelét megjelenítő kijelző egységgel, továbbá vezérlő egységgel van ellátva. A találmány szerinti műszer segítségével a füstölés mértékének megállapítására szolgáló hatósági mérések végezhetők.

A környezetvédelmi előírások a legtöbb országban rögzítik azt, hogy a dízelüzemű gépjárművek motorjai milyen mértékű füstkibocsátással szennyezhetik a környezetet, ezen kívül rögzítik a mérések módját, illetve az azok elvégzésére szolgáló mérőműszerekkel szemben támasztott követelményeket.

A füstölés hatósági jellegű mérésére szolgáló műszerek a motor által kibocsátott füstgázban bekövetkező fényelnyelés vagy a füstgáz szűrésével előidézett elszennyeződés mérésén alapulnak. Mindkét eljárásnál a motort meghatározott feltételek között gyorsítják, majd az általa kibocsátott kipufogógáz vizsgálatával a mérést elvégzik.

Időben a szűréses módszer a korábbi, amikoris a kipufogógáz egy adott térfogatú részét meghatározott jellemzőkkel bíró szűrőpapíron szívják át Ennek hatására a kiinduláskor fehér szűrőpapír elszürkül és a szürkülés mértékét az úgynevezett Bacharach-féle skálán megállapítják. Ebből a célból szubjektív összehasonlítást végeznek, vagy a szűrőpapír fényvisszaverő képességét mérik. Ezzel általában 0 és 10 közötti jelzőszámot állapítanak meg. Ilyen típusú műszereket például a Bosch cég készít (NSZK) EFAW 65 A típusjelzéssel.

Ennél a megoldásnál a szubjektív hiba elkövetésének veszélye nagy, ezen kívül pontosan meghatározott optikai és fizikai jellemzőket mutató szűrőpapír alkalmazására van szükség, aminek ellenőrzése szintén gondot okoz.

A fényelnyelés elvén működő műszereknél a kipufogógázra jellemző fényelnyelést folyamatosan követik és adott időtartamra vonatkozóan csúcsértéket megállapítják. A megoldás előnye a viszonylagos egyszerűség, de maga a műszer eléggé költséges. Ezeknek a műszereknek kétféle változata terjedt el, mégpedig a szabadáramlásos és a zártkamrás megoldás. Az elsőnél az áramló füstöt keresztirányban világítják át és az abszolút fényelnyelést határozzák meg. A másodiknál a zárt kamrába bevitt kipufogógázt hosszirányban világítják át és rá jellemző relatív fényelnyelést (opacitást) mérnek.

A fényelnyelés mérésével hatósági mérések alapjául szolgáló ismételhető eredmények érhetők el, ezért ez az eljárás várhatóan a füstöléssel kapcsolatos műszaki vizsgálatok alapjává válik. Ilyen jellegű műszereket gyárt például az olasz Celesco cég DMF 2 típusjelzéssel.

A két különböző mérési elv szerint végzett vizsgálatok eltérő eredményeket hoznak, amelyek között a kapcsolat nem egyértelmű, az ismert megoldások szerint a korreláció bizonytalan, rá pontos együttható nam adható meg. Ezért előfordulhat, hogy az egyik eljárást megvalósító műszerrel végzett mérés szerint megfelelő motor a másik eljárás szerinti mérések alapján elfogadhatatlannak minősül. Ez nem megengedhető, arra viszont nincs lehetőség, hogy mindenütt egyszerre cseréljék le a szűréses eljárást megvalósító berendezéseket.

A találmány feladata olyan füstölésmérő műszer létrehozása, amely lehetővé teszi a mérés „csereszabatos” elvégzését, azaz a különböző alapelvek szerint működő műszerek fokozatos kiváltását, az egységesen a fényelnyelésre támaszkodó műszerpark létrehozásáig a hatósági célokra végzett mérésekkel kapott eredmények azonosságát.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a pillanatnyi fényelnyelés nagyságát követve alkalmasan választott időtartamra elvégzett integrálással a különböző alapelvek szerint végrehajtott mérések eredményei egymásnak nagy pontossággal megfeleltethetők.

A kitűzött feladat megoldására olyan, különösen dízelmotorok ellenőrzésére szolgáló füstölésmérő műszert dolgoztunk ki, amely motor kipufogójára csatlakoztatott, a kipufogóból eredő gázban elnyelt fény intenzitásával arányos jelet generáló optikai jeladóval, az optikai jeladó kimenetére kapcsolt erősítővel és az erősítőre vezetett kijelzővel, továbbá vezérlőegységgel van kiképezve, ahol a vezérlőegység a kijelzőre van csatlakoztatva, és a találmány szerint az erősítő kijelzési módot meghatározó funkcióválasztót és a vezérlőegységre csatlakoztatott átlagértékképzőt tartalmazó soros tagon keresztül a kijelzőre van vezetve, ahola funkcióválasztó első kimenetével az átlagértékképzőn keresztül, második kimenetével közvetlenül a kijelzőre van kapcsolva.

A találmány szerinti füstölésmérő műszer mind a zártkamrás, mind a szabadáramlásos fényelnyeléses eljárás szerinti mérést képes biztosítani, ha benne célszerűen az átlagértékképző és a kijelző között egy bemenetével a funkcióválasztó harmadik kimenetére csatlakoztatott, az átlagértékképző által meghatározott átlagértéket a kijelzési módnak megfelelő értékkel szorzó mértékegység-korrektor van beiktatva.

A javasolt füstölésmérő műszer különböző felépítésű, eltérő átlagolást időkkel működő műszerekhez illeszthető, ha a funkcióválasztó első kimenetének és az átlagértékképzőnek a közös pontja indítóegységre van csatlakoztatva, amely kimenetével az átlagértékképző részére átlagolási időtartamot meghatározó időalapképzőre van vezetve.

A találmány szerinti füstölésmérő műszer egyéb motordiagnosztikai eljárások hasznos segédeszköze lehet, ha az átlagértékképző mért érték maximumát rögzítő tárolóval van kiegészítve.

A találmány szerinti füstölésmérő műszer a funkcióválasztó több kimenete révén biztosítja a szükséges jelátalakítás lehetőségét és így a különböző elvek szerint végzett méréseknek megfelelő eredmények egyenértékű meghatározását, tehát a javasolt műszer és az ismert berendezések csereszabatosságát.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti füstölésmérő műszer kapcsolási elrendezése.

Motorok, és különösen dízelmotorok füstölésének mindenek előtt hatósági ellenőrzésére szolgáló találmány szerinti műszer a motor kipufogógázát 1 optikai jeladó segítségével vizsgálja. Az 1 optikai jeladó fényforrásból, általában LED-diódából és fényérzékeny elemből áll, amely a fényforrásból kiindulva a kipufogógázon áthatoló fény intenzitásának megfelelő jelet ad. Az 1 optikai jeladó 2 erősítőre van vezetve.

HU 200391 Β amelynek kimenetén 3 funkcióválasztóból, 6 átlagértékképzőből és célszerűen 5 mértékegység-korrektorból álló soros tag van beiktatva, amely 4 kijelzőre kapcsolódik. A 3 funkcióválasztó C első kimeneten át a 6 átlagértékképzővel, B második kimeneten át az 5 mértékegység- korrektorral és A harmadik kimeneten keresztül a 4 kijelzővel kapcsolódik.

A 6 átlagértékképző bemenete 7 indítóegységre csatlakozik, amely egy kimenetével 9 időalapképzőre, illetve a 6 átlagértékképzőre van vezetve. A 9 időalapképző külön is kapcsolódik a 6 átlagértékképző egy bemenetére. A 7 indítóegység 8 indítógombbal van ellátva. A 9 időalapképzőt, a 6 átlagértékképzőt, az 5 mértékegység-korrektort, a 4 kijelzőt, továbbá a 3 funkcióválasztót 11 vezérlőegységgel csatlakoztatjuk. A tápellátást igénylő részegységek számára a szükséges feszültséget 10 tápegység biztosítja.

A találmány szerinti műszer működése során all vezérlőegység az egyes részegységek munkájának szinkronizálását biztosítja.

A 6 átlagértékképzőt célszerűen olyan tárolóáramkörrel látjuk el, amely az általa fogadott jel maximális értékét képes rögzíteni. Ez a motordiagnosztikai vizsgálatok szempontjait figyelembe véve lehet különösen előnyös.

A találmány szerinti műszer a 3 funkcióválasztó beállításától függően szolgáltat a 4 kijelzőn mért értéket. A C első kimeneten át a 6 átlagértékképzőre juttatott jelből a műszer átlagot képez, szükség szerint megőrizve a maximális értéket, majd az átlagértéket szükség szerint az 5 mértékegység-korrektorban kívánt korrekciós tényezővel elvégzett szorzás után jelzi ki. Ez az érték a szűréses mérési eljárással kapott, már említett Bacharach-féle viszonyszámnak felel meg. Ha a B kimenet továbbítja a 2 erősítő kimenő jelét, abból közvetlenül opacitás (mértékegysége: %) állapítható meg, amikoris a mérési eredményt az 5 mértékegység-korrektor egyszerű szorzással képezi. Az A kimeneten továbbított jelnél nincs szükség különösebb átalakításra. Az 1 optikai jeladó kimenő jele ebben az esetben közvetlenül a fényelnyelésre jellemző, mértékegysége m'¹. Ha az opacitás kijelzésére nincs igény, az 5 mértékegység- korrektor elhagyható, ilyenkor az esetleg megkívánt szorzás a 6 átlagértékképzőben szintén elvégezhető.

A 6 átlagértékképző számára a 9 időalapképző határozza meg az átlagérték megállapításához szükséges időtartamot. Ez az időtartam általában azonos azzal, amit a szűréses elven működő készülékek gyártói előírnak. A 9 időalapképző indítható a 8 indítógomb segítségével, de beállítható úgy is, hogy az indítást a C első kimeneten megjelenő jel idézze elő. A 11 vezérlőegység biztosítja, hogy a 3 funkcióválasztó beállításától függően mely részegységek működjenek.

A találmány szerinti műszerben a 3 funkcióválasztó lényegében egyszerű vezérelt kapcsolóelem, amely a vezérlőegységből kapott utasítás alapján biztosítja a megfelelő kimeneten történő jeltovábbítást A 6 átlagértékképző célszerűen a 11 vezérlőegységgel egységes felépítésű integrált áramkörként van kiképezve, integrálásra való beprogramozása egyszerű művelet Az integrálás lényegében egy, a mérendő kipufogógáz pillanatnyi fényelnyelésére jellemző együtthatónak (relatív vagy abszolút értékének) egy kijelölt időtartamon keresztül történő integrálását jelenti, majd a kapott értéket egy tapasztalati úton meghatározott áüandóval kell megszorozni.

A különböző intelligens funkciókat Z80 típusú mikroprocesszorral is meg lehet valósítani. A 2 erősítő célszerűen INTERSIL ICL 7109 típusú LSI elem.

A találmány szerinti füstőlésmérő műszer alkalmazása egyszerű, felhasználásával a környezetvédelmi előírások szerinti mérések a kívánt pontossággal és reprodukálhatósággal végezhetők el, az eltérő eszközökkel végzett mérési eredmények egymásnak pontosan megfeleltethetők.

Claims (4)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Füstölésmérő műszer, elsősorban dízelüzemű motorok ellenőrzésére, amely motor kipufogójára csatlakoztatott, a kipufogóból eredő gázban elnyelt fény intenzitásával arányos jelet generáló optikai jeladóval, az optikai jeladó kimenetére kapcsolt erősítővel és az erősítőre vezetett kijelzővel, továbbá vezérlőegységgel van kiképezve, ahol a vezérlőegység a kijelzőre van csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy az erősítő (2) kijelzési módot meghatározó funkcióválasztót (3) és a vezérlőegységre (11) csatlakoztatott átlagértékképzőt (6) tartalmazó soros tagon keresztül a kijelzőre (4) van vezetve, ahol a funkcióválasztő (3) első kimenetével (C) az átlagértékképzőn (6) keresztül, második kimenetével (A) közvetlenül a kijelzőre (4) van kapcsolva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti füstölésmérő műszer, azzal jellemezve, hogy az átlagértékképző (6) és a kijelző (4) között egy bemenetével a funkcióválasztó (3) harmadik kimenetére (B) csatlakoztatott, az átlagértékképző (6) által meghatározott átlagértéket a kijelzési módnak megfelelő értékkel szorzó mértékegység-korrektor (5) van beiktatva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti füstölésmérő műszer, azzal jellemezve, hogy a funkcióválasztó (3) első kimenetének (C) és az átlagértékképzőnek (6) a közös pontja indítóegységre (7) van csatlakoztatva, amely kimenetével az átlagértékképző (6) részére átlagolást időtartamot meghatározó időalapképzőre (9) van vezetve.
4. 4. Az 1.-3. igénypontok bármelyike szerinti füstölésmérő műszer, azzal jellemezve, hogy az átlagértékképző (6) mért érték maximumát rögzítő tárolóval van kiegészítve.