RU1831678C - Device for control of dust contents in gas stream - Google Patents

Device for control of dust contents in gas stream

Info

Publication number
RU1831678C
RU1831678C SU904878382A SU4878382A RU1831678C RU 1831678 C RU1831678 C RU 1831678C SU 904878382 A SU904878382 A SU 904878382A SU 4878382 A SU4878382 A SU 4878382A RU 1831678 C RU1831678 C RU 1831678C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
dust
output
input
photodetector
Prior art date
Application number
SU904878382A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Иванович Голинько
Валерий Евгеньевич Колесник
Original Assignee
Днепропетровский горный институт им.Артема
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский горный институт им.Артема filed Critical Днепропетровский горный институт им.Артема
Priority to SU904878382A priority Critical patent/RU1831678C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1831678C publication Critical patent/RU1831678C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Использование: техника измерени  частиц в газовом потоке. Сущность изобретени : устройство содержит интегрирующее звено, два сигнализатора, источник опорного сигнала, широкополосный усилитель и точечную диафрагму, расположенную перед фотоприемником, и разделительный конденсатор , включенный между усилителем и одним из сигнализаторов. 1 ил.Usage: technique for measuring particles in a gas stream. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises an integrating element, two signaling devices, a reference signal source, a broadband amplifier and a pinhole located in front of the photodetector, and an isolation capacitor connected between the amplifier and one of the signaling devices. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  концентрации частиц в газовом потоке и может быть использовано дл.  контрол  содержани  пыли а промышленных воздуховодах , газопроводах, а также во впускных трактах компрессоров и двигателей внутреннего сгорани .The invention relates to techniques for measuring the concentration of particles in a gas stream and can be used for. control of dust content in industrial ducts, gas pipelines, as well as in the inlet tracts of compressors and internal combustion engines.

Цель изобретени  - повышение надежности контрол  за счет учета как витающей , так и осевшей в оптическом канале пыли.The purpose of the invention is to increase the reliability of control by taking into account both the soiling and the dust settled in the optical channel.

Эта цель достигаетс  тем, что в устройство введены дополнительный сигнализатор, источник опорного сигнала, разделительный конденсатор и интегрирующее звено, входThis goal is achieved by the fact that an additional signaling device, a reference signal source, an isolation capacitor and an integrating element, an input are introduced into the device

.которого подключен к выходу усилител , а выход к схеме возбуждени  и регулировани  источника света и одновременно входу дополнительного сигнализатора, причем усилитель выполнен широкополосным и снабжен дополнительным дифференциальным входом, к которому подключен источ ник опорного сигнала, а разделительный конденсатор включен между усилителем и основным сигнализатором, при этом оптическа  диафрагма выполнена точечной и размещена перед фотоприемником.which is connected to the amplifier output and the output to the excitation and control circuit of the light source and simultaneously the input of an additional signaling device, the amplifier being made broadband and equipped with an additional differential input to which a reference signal source is connected, and an isolation capacitor is connected between the amplifier and the main signaling device, wherein the optical diaphragm is made point and placed in front of the photodetector.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит пылеприемную камеру 1 с окнами 5, в торцах которой размещены источник света 2 в виде светодиода и фотоприемник 4, который может быть выполнен в виде фотодиода, совмещенного с усилителем фототока в интегральном исполнении . В полости камеры перед фотоприемником 4 размещена точечна  диафрагма 3. Диаметр отверсти  в ней определен пон тием точечна  и выбираетс  по условию дифракции на ее кромках. На практике - не менее 0,3 мм дл  круглого отверсти . Отступлени  до 0,6 - 1 мм возможны по конструктивным соображени м и, если нет необходимости в максимальном разрешении . Положение диафрагмы в камере перед фотоприемником выбираетс  с учетом размеров и концентрации частиц, а также параметров источника 2 и фотоприемика 4.The device comprises a dust collection chamber 1 with windows 5, at the ends of which a light source 2 in the form of an LED and a photodetector 4 are placed, which can be made in the form of a photodiode combined with an integrated photocurrent amplifier. In the cavity of the chamber in front of the photodetector 4 there is a point diaphragm 3. The diameter of the hole in it is defined by the concept of a point and is selected according to the condition of diffraction at its edges. In practice, at least 0.3 mm for a round hole. Deviations up to 0.6 - 1 mm are possible for structural reasons and, if not necessary, the maximum resolution. The position of the diaphragm in the chamber in front of the photodetector is selected taking into account the size and concentration of particles, as well as the parameters of source 2 and photodetector 4.

Измерительна  схема содержит дифференциальный усилитель 6. источник опорно00The measuring circuit contains a differential amplifier 6. source support00

соwith

С v| 00With v | 00

САЗSAZ

го сигнала 12, интегрирующее звено 9, схему возбуждени  и регулировани  светодио- да 11, разделительный конденсатор 7 и два сигнализатора 8 и 10. Все элементы объединены и образуют измерительный канал, охваченный глубокой обратной отрицательной св зью по световому потоку с выделением импульсных сигналов от пролетающих частиц пыли и медленно мен ющегос  компенсирующего воздействи  в цепи обратной св зи, пропорционального накопившейс  пыли.of the signal 12, the integrating link 9, the excitation and regulation circuit of the LED 11, the isolation capacitor 7 and two signaling devices 8 and 10. All the elements are combined and form a measuring channel covered by a deep negative feedback through the light flux with the release of pulse signals from passing dust particles and slowly varying compensating effects in the feedback loop, proportional to the accumulated dust.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

В отсутствие пыли, цепь стабилизации, включающа  элементы 2,4,6,9,11 и 12, поддерживают световой поток в камере 1 на заданном уровне, который соответствует, например, начальному току светодиода 2. При этом на выходе фотоприемника 4 устанавливаетс  напр жение, равное опорному элементу 12. На выходе усилител  6 установитс  напр жение посто нного уровн . Такое же примерно напр жение будет на выходе интегрирующего звена 9 (в качестве последнего может быть использована RC- цепь). Сигнализаторы 8 и 10 - в исходном (нулевом)состо нии,In the absence of dust, the stabilization circuit, including elements 2,4,6,9,11 and 12, maintains the luminous flux in the chamber 1 at a predetermined level, which corresponds, for example, to the initial current of the LED 2. In this case, the voltage is set at the output of the photodetector 4 equal to the reference element 12. At the output of the amplifier 6, a constant voltage level will be established. Approximately the same voltage will be at the output of the integrating link 9 (an RC circuit can be used as the latter). Signaling devices 8 and 10 - in the initial (zero) state,

При набегании пылегазового потока, частицы пыли попадают через окна 5 в пылеприемную камеру. Световой поток возмущаетс  частицами, что вызывает по вление всплесков напр жени  на выходе фотоприемника 4, которые усиливаютс  усилителем 6 и через разделительный кон денсатор 7 поступают в виде импульсов на вход сигнализатора 8, измен   его состо ние . Благодар  инерционным свойствам интегрирующего звена 9, цепь стабилизации не успевает скомпенсировать возмущени  от отдельных частиц, поэтому дл  коротких импульсов обратна  св зь практически разомкнута и при большом коэффициенте усилител  6 удаетс  выделить сигналы, вызванные мельчайшими частицами. Медленно мен ющиес  же возмущени , вызванные в первую очередь осаждением пыли на элементах опто-пары 2,4, медленно измен ют . выходной уровень выходного напр жени  усилител  б, которое сглаживаетс  интегрирующим звеном 9 и регистрируетс  сигнализатором 10. При этом одновременно, поWhen running dust and gas flow, dust particles enter through the window 5 in the dust chamber. The light flux is perturbed by the particles, which causes the appearance of voltage spikes at the output of the photodetector 4, which are amplified by the amplifier 6 and through the isolation capacitor 7 arrive in the form of pulses to the input of the detector 8, changing its state. Due to the inertial properties of the integrating element 9, the stabilization circuit does not have time to compensate for perturbations from individual particles, therefore, for short pulses, the feedback is almost open and, with a large coefficient of amplifier 6, it is possible to isolate signals caused by the smallest particles. Slowly changing perturbations, caused primarily by the deposition of dust on the elements of the opto-couple 2,4, slowly change. the output level of the output voltage of amplifier b, which is smoothed by the integrating link 9 and registered by the signaling device 10. At the same time, by

цепи схемы 11 растет ток годиода 2, компенсиру  медленное возмущение. Накопление пыли в оптическом канале может происходить до тех пор, пока посто нноеthe circuit of circuit 11 increases the current of the iodine 2, compensating for the slow disturbance. Dust accumulation in the optical channel can occur as long as the constant

напр жение на выходе усилител  6 не выйдет за допустимые пределы,который можно поставить в соответствие предельному току светодиода 2 и предельной концентрации частиц в камере. Таким образом, регистрируютс  как витающие частицы так и осевшие , при этом точечна  диафрагма обеспечивает достаточно малое дл  разрешени  отдельных витающих частиц поле зрени  фотоприемника, а схема с обратнойThe voltage at the output of amplifier 6 does not go beyond the permissible limits, which can be brought into correspondence with the limiting current of LED 2 and the limiting concentration of particles in the chamber. Thus, both soaring particles and settled ones are recorded, while the point aperture provides a sufficiently small field of view of the photodetector for the resolution of individual soaking particles, and the reverse circuit

св зью - высокую стабильность и контроль осаждени  пыли.connection - high stability and control of dust deposition.

Опробованные макеты устройства уверенно регистрировали пролет отдельных частиц размером 15-20 мкм и менее (до 5 мкм).The tested models of the device confidently recorded the passage of individual particles with a size of 15-20 microns or less (up to 5 microns).

при поступлении воздуха с концентрацией пыли - 1 мт/м , накопление предельного ее количества наступало примерно через 2000 ч непрерывной работы. Минимально обнаруживаема  концентраци  составилаwhen air enters with a dust concentration of 1 mt / m, the accumulation of its maximum amount occurs after about 2000 hours of continuous operation. The minimum detectable concentration was

0,1-0,4 мг/м3.0.1-0.4 mg / m3.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  контрол  содержани  пыли в газовом потоке, содержащее пылеприемную камеру с впускным окном, источник света и фотоприемник, расположенные соосно по разные стороны пылеприемной камеры, диафрагму, а также схему возбуждени  и регулировани  источника света, усилитель и сигнализатор, подключенный кSUMMARY OF THE INVENTION A device for monitoring dust content in a gas stream comprising a dust collection chamber with an inlet window, a light source and a photo detector arranged coaxially on opposite sides of the dust collection chamber, a diaphragm, and also a light source excitation and regulation circuit, an amplifier and an indicator connected to выходу усилител , вход которого соединен с фотоприемником, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  надежности контрол , в него введены дополнительный сигнализатор , источник опорного сигнала,the output of the amplifier, the input of which is connected to the photodetector, which requires that, in order to increase the reliability of control, an additional signaling device, a reference signal source, be introduced into it, разделительный конденсатор, и интегрирующее звено, вход которого подключен к выходу усилител , а выход- к схеме возбуж- .дени  и регулировани  источника света и одновременно к входу дополнительногоa separation capacitor, and an integrating link, the input of which is connected to the amplifier output, and the output to the excitation circuit. and regulation of the light source and simultaneously to the input of the additional сигнализатора, причем усилитель выполнен широкополосным и снабжен дополнительным дифференциальным входом, к которому подключен источник опорного сигнала, диафрагма выполнена точечной и размещена перед фотоприемником, а разделительный конденсатор включен между усилителем и основным сигнализатором.a signaling device, the amplifier being made broadband and equipped with an additional differential input to which a reference signal source is connected, the diaphragm is pinpointed and placed in front of the photodetector, and a separation capacitor is connected between the amplifier and the main signaling device. I Пылееазадый лотокI dust-dusted tray уat
SU904878382A 1990-10-29 1990-10-29 Device for control of dust contents in gas stream RU1831678C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878382A RU1831678C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Device for control of dust contents in gas stream

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878382A RU1831678C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Device for control of dust contents in gas stream

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1831678C true RU1831678C (en) 1993-07-30

Family

ID=21542889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904878382A RU1831678C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Device for control of dust contents in gas stream

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1831678C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Литвак В.И , Фотоэлектрические датчики в системах контрол ,управлени и регулировани . М.:Наука, 1966, с.342. Авторское свидетельство СССР N: 1430830, кл. G 01 N 15/06, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4249244A (en) Electro-optical system and method and apparatus for providing automatically-compensating, traceable calibration and zeroing for light scattering devices
US4420256A (en) Dust measurement
CA1116434A (en) Dosimeter having a low air flow rate
CA1227849A (en) Solid state ultraviolet detector
SE429164B (en) DEVICE FOR DETECTING AND PERFORMING SEGMENTS WITH REGARD TO WATER OIL
CA2102424A1 (en) Drop detection method and apparatus
US4904944A (en) Flow measuring apparatus with analog, essentially linear output
CA1183019A (en) Oil detector
RU1831678C (en) Device for control of dust contents in gas stream
GB1589912A (en) Dosimeter for monitoring working areas
US3936192A (en) Optical fluid contamination and change monitor
JP2535270B2 (en) Detector of impurities mixed in fluid and hydraulic circuit using the detector
SU890166A2 (en) Instrument for measuring dust concentration in air
SU1635085A1 (en) Device for determining smoke density of gas exhausted by internal combustion engine
JPS63500541A (en) Hazardous Substance Indication Law for Air Supplied to Rooms Used for Human Residence
RU2044305C1 (en) Fume meter of exhaust of diesel engines
SU1385034A1 (en) Device for measuring sizes and account concentration of disperse particles
JPS5713316A (en) Method and device for measurement of sample flowing at low speed
RU2047857C1 (en) Device for automatic control of waste gases composition
JP2503436B2 (en) Solution fractionation method and device
SU702276A1 (en) Photoelectric nephelometer for aerosols
SU570818A1 (en) Device for measuring dust concentration in the air
SU1483297A1 (en) Method and apparatus for measuring pressure
RU2044306C1 (en) Fume meter of exhaust gases of diesel engine
JPS5918664B2 (en) Blood leak detection device