RU2069852C1

RU2069852C1 - Method of automatic monitoring of total content of dust in exhaust gases

Info

Publication number: RU2069852C1
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Горлов; А.М. Онищенко
Original assignee: Горлов Юрий Иванович; Онищенко Александр Михайлович
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: testing equipment. SUBSTANCE: method of automatic monitoring of total content of dust in exhaust gases includes registration of intensity I_p of infrared radiation passed through monitored volume within range of wave lengths 7.6-8.4 μ, registration of intensity I_f of infrared radiation scattered forward in same range of wave lengths. Content of dust is assessed by value of ratio of intensities I_p/I_f. EFFECT: enhanced authenticity of method. 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к автоматическому контролю содержания пыли и может быть использовано для управления топками тепловых электростанций, котельных и других термических установок, в которых сжигается уголь или мазут, а также для управления вентиляцией и пылеулавливанием на различных предприятиях. The invention relates to mining automation, and more particularly to automatic control of dust content and can be used to control the furnaces of thermal power plants, boiler houses and other thermal installations in which coal or fuel oil is burned, as well as to control ventilation and dust collection at various enterprises.

Известен способ автоматического контроля содержания пыли в атмосфере, включающий просвечивание контролируемого объема атмосферы электромагнитным излучением, регистрацию интенсивностей падающего и прошедшего излучения, по которым определяют содержание пыли [1]
Недостатком известного способа является влияние флуктуаций содержаний CH₄, CO, CO₂, SO₂ и NO₂, а также влияние перераспределений содержаний угольной известняковой и песчаниковой пыли.A known method of automatically controlling the dust content in the atmosphere, including transillumination of the controlled volume of the atmosphere by electromagnetic radiation, recording the intensities of the incident and transmitted radiation, which determine the dust content [1]
The disadvantage of this method is the influence of fluctuations in the contents of CH ₄ , CO, CO ₂ , SO ₂ and NO ₂ , as well as the effect of redistribution of the contents of coal limestone and sandstone dust.

Известен способ автоматического контроля общего содержания пыли в отработанных газах, включающий просвечивание контролируемого объема отработавшего газа инфракрасным излучением и регистрацию интенсивности I_п прошедшего инфракрасного излучения в диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм, в котором дополнительно регистрируют интенсивность прошедшего инфракрасного излучения в диапазоне длин волн 6,0 6,8 мкм, а для определения концентрации пыли в качестве интенсивности прошедшего инфракрасного излучения используют сумму интенсивностей прошедшего излучения в этих двух спектральных диапазонах, при этом ширины спектральных диапазонов просвечивания и соответствующие интенсивности просвечивающего излучения выбирают из условия равенства интенсивностей прошедшего излучения в этих спектральных диапазонах [2]
Недостатками известного способа являются низкая точность, связанная с сильными влияниями изменений интенсивности потока инфракрасного излучения от источника, загрязнений окон источника излучения и фотоприемника и изменений температуры контролируемого объема атмосферы.A known method for automatically controlling the total dust content in the exhaust gas, including transillumination of the controlled volume of the exhaust gas by infrared radiation and recording the intensity I _{p of} transmitted infrared radiation in the wavelength range of 7.6 8.4 microns, which additionally record the intensity of transmitted infrared radiation in the length range waves 6.0 6.8 μm, and to determine the concentration of dust as the intensity of transmitted infrared radiation, use the sum of the intensities of the transmitted zlucheniya in these two spectral regions, wherein the width of spectral ranges and corresponding transmission of radiographic radiation intensity is selected from the condition that the intensities of the transmitted radiation in those spectral ranges [2]
The disadvantages of this method are the low accuracy associated with the strong effects of changes in the intensity of the infrared radiation stream from the source, pollution of the windows of the radiation source and the photodetector, and temperature changes in the controlled volume of the atmosphere.

Целью изобретения является повышение точности за счет одновременного устранения влияния изменений интенсивности потока инфракрасного излучения, загрязнения окон источника излучения и фотоприемника и изменений температуры отработавших газов. The aim of the invention is to improve accuracy by simultaneously eliminating the influence of changes in the intensity of the infrared radiation flux, pollution of the windows of the radiation source and the photodetector, and changes in the temperature of the exhaust gases.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического контроля общего содержания пыли в отработанных газах, включающем просвечивание контролируемого объема отработавшего газа инфракрасным излучением и регистрацию интенсивности I_п прошедшего инфракрасного излучения в диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм, дополнительно регистрируют интенсивность рассеянного вперед инфракрасного излучения I_p в том же диапазоне длин волн, а о содержании пыли судят по величине отношения интенсивностей I_p/I_п.This goal is achieved by the fact that in the method for automatically controlling the total dust content in the exhaust gases, including scanning the controlled volume of the exhaust gas with infrared radiation and recording the intensity I _{p of} transmitted infrared radiation in the wavelength range of 7.6 8.4 microns, the forward scattered intensity is additionally recorded infrared radiation I _p in the same wavelength range, and the dust content is judged by the magnitude of the intensity ratio I _p / I _p

Основной изобретательский акт при создании нового способа состоит в преодолении технического противоречия. Сущность противоречия заключается в следующем. Для устранения влияния одного возмущающего действия при обычном инженерном проектировании вводят корректирующий сигнал об этом возмущающем действии. Но при этом усложняется измерение и падает надежность по внезапным отказам. Для устранения влияния трех возмущающих действий нужно ввести три корректирующих сигнала, что приведет к усложнению измерений в 4 раза: одно измерение основного сигнала и три измерения трех корректирующих сигналов. В новом способе это техническое противоречие преодолено: за счет измерения одного отношения одновременно устранены влияния изменений интенсивности излучения от источника, влияния загрязнений окон источника и фотоприемника, а также влияние изменений температуры дыма. Кроме того, в новом способе увеличена чувствительность к общему содержанию пыли в отработавших газах. Для преодоления противоречия существенны все отличительные признаки способа: 1) регистрируют интенсивность рассеянного вперед инфракрасного излучения в диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм, 2) определяют величину отношения интенсивностей прошедшего и рассеянного вперед инфракрасного излучения I_p/I_п в диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм, 3) по величине отношения интенсивностей рассеянного вперед и прошедшего инфракрасного излучения в диапазоне длин волн от 7,6 до 8,4 мкм судят об общем содержании пыли в отработавших газах. Если исключить или заменить на эквивалентный любой из этих трех признаков, то техническое противоречие не будет преодолено, то есть не будет достигнута поставленная цель. Необходимость и достаточность всех трех отличительных признаков для достижения поставленной цели однозначно следует из приводимого ниже описания нового способа. Ни один из этих трех признаков неизвестен даже по отдельности сам по себе. Тем более неизвестно применение любого из этих признаков для преодоления технического противоречия. Поэтому, по мнению авторов совокупность трех отличительных признаков соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".The main inventive act in creating a new method is to overcome a technical contradiction. The essence of the contradiction is as follows. In order to eliminate the influence of one disturbing action during normal engineering design, a correction signal is introduced about this disturbing action. But at the same time, the measurement becomes more complicated and the reliability of sudden failures decreases. To eliminate the influence of three disturbing actions, three corrective signals must be introduced, which will lead to a 4-fold complication of measurements: one measurement of the main signal and three measurements of three corrective signals. In the new method, this technical contradiction is overcome: by measuring one ratio, the effects of changes in the intensity of radiation from the source, the effects of pollution of the windows of the source and photodetector, as well as the effects of changes in smoke temperature are eliminated. In addition, the new method increases the sensitivity to the total dust content in the exhaust gases. To overcome the contradiction, all the distinguishing features of the method are essential: 1) the intensity of forward-scattered infrared radiation in the wavelength range of 7.6 8.4 microns is recorded; 2) the intensity ratio of transmitted and forward-scattered infrared radiation I _p / I _p in the wavelength range is determined 7.6 8.4 microns, 3) by the value of the ratio of the intensities of the forward scattered and transmitted infrared radiation in the wavelength range from 7.6 to 8.4 microns, the total dust content in the exhaust gases is judged. If we exclude or replace with an equivalent one of these three features, then the technical contradiction will not be overcome, that is, the goal will not be achieved. The necessity and sufficiency of all three distinctive features to achieve the goal clearly follows from the description of the new method below. None of these three features is even individually known. Moreover, the use of any of these features to overcome a technical contradiction is not known. Therefore, according to the authors, the combination of three distinctive features meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
на фиг.1 показаны спектры ослабления (поглощения) инфракрасного излучения (далее ИК-излучения) влагой H₂O, CO, CH₄, N₂O, O₃, CO₂, HDO и солнечный спектр ИК-излучения;
на фиг.2 зависимости коэффициентов ослабления ИК-излучения угольной пылью (кривая 1), известняковой пылью (кривая 2) и песчаниковой пылью (кривая 3);
на фиг.3 приведены зависимости интенсивностей прошедшего I_п и рассеянного вперед I_p ИК-излучения через слой дыма толщиной d от общего содержания пыли С_п в отработавших газах;
на фиг.4 показана зависимость отношения η_п= I_p/I_п от C_п при 0≅C_п≅170 г/м³;
на фиг.5 зависимость отношения η_п= I_p/I_п от C_п при 170 г/м³≅C_п≅340 г/м³;
на фиг. 6 показаны зависимости относительных чувствительностей прошедшего

и рассеянного вперед

ИК-излучения к содержанию C_п от самого содержания C_п, а также зависимость относительной чувствительности отношения

от C_п.The invention is illustrated in the drawing, where:
figure 1 shows the attenuation spectra of infrared radiation (hereinafter IR radiation) with moisture H ₂ O, CO, CH ₄ , N ₂ O, O ₃ , CO ₂ , HDO and the solar IR spectrum;
figure 2 dependence of the attenuation coefficients of infrared radiation of coal dust (curve 1), limestone dust (curve 2) and sandstone dust (curve 3);
figure 3 shows the dependence of the intensities of the transmitted I _p and forward scattered I _p IR radiation through a smoke layer of thickness d on the total dust content C _p in the exhaust gases;
4 shows the relationship η _p = I _p / I _p of C _n for _n 0≅C ≅170 g / m ^3;
in Fig.5 the dependence of the ratio η _p = I _p / I _p from C _p at 170 g / m ³ 3C _p ≅ 340 g / m ³ ;
in FIG. 6 shows the dependencies of the relative sensitivity of the past

and scattered forward

IR radiation to the content of C _p from the content of C _{p itself} , as well as the dependence of the relative sensitivity of the ratio

from C _p .

Способ автоматического контроля общего содержания пыли C_п в отработавших газах реализуется следующей последовательностью операций.The method of automatic control of the total dust content C _p in the exhaust gases is implemented by the following sequence of operations.

Контролируемый слой дыма толщиной d просвечивают ИК-излучением. A controlled smoke layer of thickness d is illuminated by infrared radiation.

Регистрируют интенсивность прошедшего через слой дыма толщиной d ИК-излучения I_п в диапазоне длин волн от 7,6 до 8,4 мкм.The intensity of the IR radiation transmitted through the smoke layer with a thickness d of I _p is recorded in the wavelength range from 7.6 to 8.4 microns.

Регистрируют интенсивность рассеянного вперед в слое дыма толщиной d ИК-излучения I_p в том же диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм.The intensity of the forward-scattered smoke in a layer of smoke with a thickness d of IR radiation I _p is recorded in the same wavelength range of 7.6 8.4 microns.

Определяют величину отношения зарегистрированных интенсивностей η_п= I_p/I_п.The ratio of the recorded intensities η _p = I _p / I _{p is} determined.

По величине отношения зарегистрированных интенсивностей η_п определяют общее содержание пыли в дыме C_п по формуле

, где a_п и b_п градуировочные коэффициенты.The magnitude of the ratio of recorded intensities η _p determine the total dust content in smoke C _p according to the formula

where a _p and b _p calibration factors.

Сущность изобретения поясняется следующими обстоятельствами. The invention is illustrated by the following circumstances.

Интенсивность прошедшего через слой дыма толщиной d ИК-излучения I_п экспоненциально уменьшается с ростом общего содержания пыли в дыме C_п по формуле
I_п I_опexp(-K_пdC_п), (1)
где I_оп интенсивность прошедшего ИК-излучения при С_п 0; K_п коэффициент ослабления ИК-излучения пылью. Если d измеряется в метрах (м), а содержание C_п измеряется в г/м³, то для получения безразмерного произведения K_пC_пd коэффициент K_п необходимо выразить в м²/г.The intensity of the infrared radiation passing through the smoke layer with a thickness d _p Ip exponentially decreases with increasing total dust content in the smoke C _p according to the formula
I _p I _op exp (-K _p dC _p ), (1)
where I _{op the} intensity of the transmitted infrared radiation at C _p 0; K _p the attenuation coefficient of infrared radiation by dust. If d is measured in meters (m), and the content of C _p is measured in g / m ³ , then to obtain the dimensionless product K _p C _p d, the coefficient K _p must be expressed in m ² / g.

Интенсивность рассеянного в направлении вперед в слое дыма толщиной d ИК-излучения I_p изменяется с изменением C_п по формуле
I_p= I_op+σ_пdC_пexp(-K_pC_пd), (2)
где I_op интенсивность рассеянного вперед ИК-излучения при C_п 0; σ_п коэффициент рассеивания ИК-излучения пылью, K_p - коэффициент ослабления рассеянного вперед ИК-излучения пылью. Если C_п измеряется в г/м³, a d в м, то σ_p и К_р (как и К_п) выражаются в м²/г.The intensity of the infrared radiation I _p scattered in the forward direction in the smoke layer of thickness d _p varies with C _p according to the formula
I _p = I _op + σ _p dC _p exp (-K _p C _p d), (2)
where I _{op the} intensity of forward scattered infrared radiation at C _p 0; σ _{p is the} coefficient of dispersion of infrared radiation by dust, K _p is the attenuation coefficient of forward-scattered infrared radiation by dust. If C _p is measured in g / m ³ , ad in m, then σ _p and K _p (like K _p ) are expressed in m ² / g.

Чтобы обеспечить независимость интенсивностей I_п и I_p от влияния изменений влаги, СО, CO₂, других газов в дыме, а также от изменений содержаний песчаниковой C_пс и известняковой C_и пыли (то есть устранить влияние перераспределений содержаний угольной C_y, песчаниковой C_пс и известняковой C_и пыли при C_п C_y + C_пс + C_и const) нужно выбрать соответствующим образом диапазон длин волн ИК-излучения. Из приведенных на фиг.1 и фиг.2 графиков видно, что в диапазоне длин волн от 7,6 мкм до 8,4 мкм отсутствуют сильные полосы поглощения ИК-излучения газовыми компонентами дыма и, кроме того, коэффициенты ослабления ИК-излучения угольной, известняковой и песчаниковой пылью равны между собой. Поэтому диапазон длин волн от 7,6 мкм до 8,4 мкм является оптимальным.To ensure that the intensities I _p and I _{p are} independent of the influence of changes in moisture, CO, CO ₂ , other gases in the smoke, as well as changes in the contents of sandstone C _ps and limestone C _and dust (that is, to eliminate the effect of redistribution of the contents of coal C _y , sandstone C _ps and limestone C _and dust at C _p C _y + C _ps + C _and const) it is necessary to select the appropriate wavelength range of infrared radiation. From the graphs shown in FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that in the wavelength range from 7.6 μm to 8.4 μm, there are no strong absorption bands of infrared radiation by the gas components of the smoke and, in addition, attenuation coefficients of infrared radiation of coal, limestone and sandstone dust are equal. Therefore, the wavelength range from 7.6 μm to 8.4 μm is optimal.

Из показанных на фиг.3 зависимостей I_п f(C_п) и I_p f₁(C_п) видно, что с ростом С_п первая интенсивность I_п экспоненциально уменьшается. С ростом C_п интенсивность I_p растет в диапазоне изменений C_п от 0 до С_пmax, когда (+K_PC_пmaxd) 1, то есть когда C_пmax (K_pd)^-1.From the dependences I _p f (C _p ) and I _p f ₁ (C _p ) shown in Fig. 3, it can be seen that with an increase in C _{p, the} first intensity I _p exponentially decreases. With increasing C _{p, the} intensity I _p grows in the range of C _p changes from 0 to C _{p max} when (+ K _P C _{p max} d) 1, that is, when C _{p max} (K _p d) ^-1 .

В этом диапазоне изменений C_п от 0 до С_пmax (K_pd)^-1 величина отношения интенсивностей
η_п= [I_op+σ_пdC_пexp(-K_pdC_п)][J_опexp(-K_пdC_п)]^-1 (3)
плавно растет с ростом С_п, что и показано на фиг.4 и фиг.5. Видно, что зависимость η_п= f₂(C_п) идет более круто, чем зависимости I_п f(C_п) или I_p f₁(C_п).In this range of changes C _p from 0 to C _{p max} (K _p d) ^{-1 the} value of the ratio of intensities
η _p = [I _op + σ _p dC _p exp (-K _p dC _p )] [J _op exp (-K _p dC _p )] ^-1 (3)
grows smoothly with increasing C _p , which is shown in figure 4 and figure 5. It is seen that the dependence η _p = f ₂ (C _p ) is more abrupt than the dependence I _p f (C _p ) or I _p f ₁ (C _p ).

Чтобы оценить выигрыш в увеличении чувствительности отношения S_o к общему содержанию пыли C_п против соответствующих чувствительностей прошедшего S_п и рассеянного вперед S_p ИК-излучения к С_п при регистрации соответственно I_п или I_p определим сами эти чувствительности.In order to evaluate the gain in increasing the sensitivity of the ratio of S _o to the total dust content C _p against the corresponding sensitivities of the transmitted S _p and forward scattered IR _p radiation to C _p when registering I _p or I _p, respectively, we determine these sensitivities.

Относительная чувствительность к C_п интенсивности прошедшего ИК-излучения I_п по абсолютному изменению общего содержания C_п из (1) запишется в виде:

(4) и не зависит от изменений C_п.The relative sensitivity to C _{p the} intensity of the transmitted infrared radiation I _p the absolute change in the total content of C _p from (1) is written in the form:

(4) and does not depend on changes in C _p .

Относительная чувствительность к С_п интенсивности рассеянного вперед ИК-излучения I_p по абсолютному изменению содержания C_п из 2 запишется в виде

(5)
Относительная чувствительность величины отношения η_п к C_п из (3) запишется в виде

(6)
Графики зависимостей S_п, S_p и S_o от C_п приведены на фиг.6. Видно, что относительная чувствительность к содержанию C_п величины отношения S_o в пределах концентраций 0<C_п<S_пmax является наибольшей.The relative sensitivity to C _{p of the} intensity of forward-scattered IR radiation I _p by the absolute change in the content of C _p from 2 is written as

(5)
The relative sensitivity of the ratio η _p to C _p from (3) can be written as

(6)
The dependences of S _p , S _p and S _o on C _p are shown in FIG. 6. It is seen that the relative sensitivity to the content of C _{p the} value of the ratio S _o within the concentration range 0 <C _p <S _{p max} is the greatest.

Анализ формулы (3) показывает, что одинаковые относительные изменения интенсивностей I_p и I_п (во сколько бы раз одновременно они не изменялись) не приводят ни к малейшим изменениям η_п. Поэтому величина отношения η_п никак не изменится ни от изменения интенсивности от источника излучения, ни от загрязнения окон источника или фотоприемника, ни от изменений температуры отработавших газов, так как любая из этих трех причин приводит к одинаковым относительным изменениям обоих интенсивностей I_п и I_p.An analysis of formula (3) shows that identical relative changes in the intensities I _p and I _p (no matter how many times at the same time they do not change) do not lead to the slightest changes in η _p . Therefore, the ratio η _p will not change in any way either from a change in intensity from the radiation source, or from pollution of the source or photodetector windows, or from changes in the temperature of the exhaust gases, since any of these three causes leads to identical relative changes in both intensities I _p and I _p .

Зависимость η_п= f₂(C_п) по формуле (3) представляет собой трансцендентной уравнение, из которого в явном виде C_п не определяется, что неудобно для измерений, так как придется прибегать к сложным и громоздким численным методам решения уравнения (3) относительно C_п. Как видно из фиг.4 и фиг.5, зависимость η_п= f(C_п) по формуле (3) может быть аппроксимирована выражением:
η_п= -a_пC $\binom{2}{п}$ +b_пC_п. (7)
В общем случае зависимость (7) является квадратичной параболой, имеющей восходящую ветвь, пологий максимум и падающую ветвь. Середина пологого максимума достигается при равенстве нулю производной от η_п по C_п

(8)
что соответствует содержанию

= b_п(2a_п)^-1. Рабочим участком является восходящая ветвь, соответствующая содержаниям C_п <

b_п(2a_п)^-1. Погрешность аппроксимации на рабочем участке не превышает 0,2% от измеряемого общего содержания во всем диапазоне содержаний 0<C_п<0,9

Поэтому аппроксимирующая кривая считается приемлемой по самым строгим критериям.The dependence η _p = f ₂ (C _p ) according to formula (3) is a transcendental equation from which C _{p is} not explicitly determined, which is inconvenient for measurements, since it is necessary to resort to complex and cumbersome numerical methods for solving equation (3) relative to C _p . As can be seen from figure 4 and figure 5, the dependence η _p = f (C _p ) by the formula (3) can be approximated by the expression:
η _p = -a _p C

\binom{2}{P}

+ b _p C _p (7)
In the general case, dependence (7) is a quadratic parabola with an ascending branch, a gently sloping maximum, and a falling branch. The middle of the gentle maximum is achieved when the derivative of η _{p with} respect to C _{p is} equal to zero

(8)
which corresponds to the content

= b _p (2a _p ) ^-1 . The work site is an ascending branch corresponding to the contents of C _p <

b _p (2a _p ) ^-1 . The approximation error at the work site does not exceed 0.2% of the measured total content in the entire range of contents 0 <C _p <0.9

Therefore, the approximating curve is considered acceptable according to the most stringent criteria.

Из аппроксимирующего квадратного уравнения (7) можно получить 2 значения C_п

(9)
Меньшее из значений C_п находится на рабочем участке параболы (7), а большее значение C_п находится на падающей ветви параболы. Так как

, то для обеспечения C_п<b_п(2a_п)^-1 в формуле (9) перед корнем нужно брать знак (+), а неизвестное общее содержание пыли в дыме определять по однозначной формуле

(10)
Для определения значений градуировочных коэффициентов a_п и b_п градуировочного уравнения (7) можно пользоваться любым методом градуировки. Изменение метода градуировки лишь изменит ее трудоемкость, но никак не повлияет на значения коэффициентов a_п и b_п. Один из приемлемых нетрудоемких методов градуировки описан в книге Онищенко А.М. Оптимизация приборов для контроля состава веществ, М. Машиностроение, 1990, с.18-29, с.155-156 и с.251-256.From the approximating quadratic equation (7), we can obtain 2 values of C _p

(9)
The smaller of the values of C _p located on the working section of the parabola (7), and the larger value of C _p located on the falling branch of the parabola. Because

, then to ensure C _p <b _p (2a _p ) ^-1 in formula (9), the sign (+) must be taken before the root, and the unknown total dust content in the smoke should be determined using the unique formula

(ten)
To determine the values of the calibration coefficients a _p and b _{p of the} calibration equation (7), you can use any calibration method. Changing the calibration method will only change its complexity, but will not affect the values of the coefficients a _p and b _p . One of the acceptable non-laborious calibration methods is described in the book by A. Onishchenko Optimization of devices for controlling the composition of substances, M. Mechanical Engineering, 1990, pp. 18-29, pp. 155-156 and pp. 251-256.

Пример реализации способа. По величине отношения интенсивностей прошедшего I_п и рассеянного вперед I_p ИК-излучения в диапазоне длин волн 7,6 8,4 мкм при толщине слоя дыма 1 м определяли общее содержание пыли в диапазоне изменений C_п от 0 до 340 г/м³. При этом I_o 10, d 1 м, K_п 0,005 м²/г, I_op 0,1, K_p 0,008 м²/г и σ_п= 0,2м²/г.. Относительная чувствительность и все другие зависимости для этого примера приведены на фиг.3,4,5 и 6. Погрешность измерения общего содержания пыли в дыме (среднее квадратическое отклонение погрешности) не превышала 0,4% от измеряемой концентрации. Столь высокую точность измерения общего содержания пыли не обеспечивает ни один из известных методов измерения содержания пыли.An example implementation of the method. By the magnitude of the ratio of intensities of transmitted I _p and forward scattered I _p IR radiation in the wavelength range of 7.6 8.4 μm with a smoke layer thickness of 1 m, the total dust content in the range of C _p from 0 to 340 g / m ^{3 was} determined. Moreover, I _o 10, d 1 m, K _p 0.005 m ² / g, I _op 0.1, K _p 0.008 m ² / g and σ _p = 0.2 m ² / g. Relative sensitivity and all other dependencies for this example are shown in figures 3,4,5 and 6. The error in measuring the total dust content in the smoke (standard deviation of the error) did not exceed 0.4% of the measured concentration. Such a high accuracy in measuring the total dust content does not provide any of the known methods for measuring dust content.

Для определения технико-экономической эффективности нового способа автоматического контроля общего содержания пыли в дыме в качестве базового объекта как наиболее совершенный примем способ согласно прототипу. Техническими преимуществами нового способа по сравнению с прототипом являются следующие: 1) уменьшено до нуля влияние изменений интенсивности от источника излучения (из-за изменения напряжения питания источника, из-за изменения сопротивления нити накала от износа и др. причин), 2) уменьшено до нуля влияние загрязнения окон источника и фотоприемника, 3) уменьшено до нуля влияние изменения температуры дымовых газов (так как изменения температуры приводят к одинаковым относительным изменениям интенсивностей I_п и I_p, 4) увеличена чувствительность к общему содержанию пыли.To determine the technical and economic efficiency of the new method of automatic control of the total dust content in smoke as the base object, as the most advanced we will accept the method according to the prototype. The technical advantages of the new method compared to the prototype are as follows: 1) the effect of changes in intensity from the radiation source is reduced to zero (due to changes in the supply voltage of the source, due to changes in the resistance of the filament from wear and other reasons), 2) reduced to the effect of pollution of the source and photodetector windows, 3) the effect of changes in the temperature of the flue gases is reduced to zero (since changes in temperature lead to the same relative changes in the intensities I _p and I _p , 4) it is sensitively increased resistance to the total dust content.

Четыре основные технические преимущества привели к уменьшению погрешности измерения общего содержания пыли более чем в десять раз. При этом одновременно упростился по сравнению с прототипом и процесс измерений. За счет повышения точности и упрощения измерений годовой экономический эффект составляет более 20 тыс. руб на один прибор, реализующий новый способ измерения содержания пыли. Four main technical advantages have reduced the error in measuring the total dust content by more than ten times. At the same time, the measurement process was simplified in comparison with the prototype. By increasing accuracy and simplifying measurements, the annual economic effect is more than 20 thousand rubles per instrument, which implements a new method of measuring dust content.

Claims

A method for automatically controlling the total dust content in the exhaust gases, including transillumination of the controlled volume of the exhaust gas by infrared radiation and recording the intensity J _{p of} transmitted infrared radiation in the wavelength range of 7.6 8.4 microns, characterized in that the intensity of forward-scattered infrared radiation J is additionally recorded _p in the same wavelength range, and the dust content is judged by the magnitude of the intensity ratio J _p / J _p .