RU2510497C1 - Optical dust meter - Google Patents

Optical dust meter Download PDF

Info

Publication number
RU2510497C1
RU2510497C1 RU2012132349/28A RU2012132349A RU2510497C1 RU 2510497 C1 RU2510497 C1 RU 2510497C1 RU 2012132349/28 A RU2012132349/28 A RU 2012132349/28A RU 2012132349 A RU2012132349 A RU 2012132349A RU 2510497 C1 RU2510497 C1 RU 2510497C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
series
light
channel
dust
measuring
Prior art date
Application number
RU2012132349/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012132349A (en
Inventor
Владимир Владимирович Семенов
Евгений Константинович Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2012132349/28A priority Critical patent/RU2510497C1/en
Publication of RU2012132349A publication Critical patent/RU2012132349A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510497C1 publication Critical patent/RU2510497C1/en

Links

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: optical dust meter comprises pulse voltage source, light source, light flux splitter, first and second protective openings of measuring channel. It comprises first and second protective openings of reference channel filled with gas mix cleaned of dust. Besides, it incorporates inspection opening burden control device, blower, temperature controller, inspection opening heater and microcontroller. Reference and measuring channel of dust meter comprises diaphragm, first photo receiver, first amplifier, first adder, first sync detector, second amplifier, second adder and second sync detector.
EFFECT: higher precision of accuracy in concentration and mean particle size measurement.
1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к измерительной технике.The proposed device relates to measuring technique.

Изобретение может быть использовано в промышленности для определения общей концентрации с целью управления вентиляционным оборудованием предприятия по пылевому фактору, а также для определения среднего размера частиц пыли и в свою очередь общей доли респирабельной фракции пыли, вызывающей профессиональные легочные заболевания рабочих.The invention can be used in industry to determine the total concentration in order to control the ventilation equipment of the enterprise by the dust factor, as well as to determine the average size of dust particles and, in turn, the total share of the respirable dust fraction, which causes occupational pulmonary diseases of workers.

Известен оптический пылемер (Пат. России №2095792, МПК G01N 21/85) для непрерывного измерения запыленности газов. Принцип работы устройства заключается в следующем: в оптическом пылемере первый излучатель, расположенный перед рабочей камерой, формирует измерительный канал и оптически связан с фотоприемником через защитные окна рабочей камеры, второй излучатель, расположенный за рабочей камерой, формирует контрольный канал и оптически связан с фотоприемником, третий излучатель расположен внутри устройства за рабочей камерой и формирует дополнительный контрольный канал и оптически связан с фотоприемником через защитное окно. При поочередном снятии показаний со всех излучателей определяется уровень запыленности в измерительном канале и сравнивается с данными, полученными с контрольных каналов.Known optical dust meter (US Pat. Of Russia No. 2095792, IPC G01N 21/85) for continuous measurement of dustiness of gases. The principle of operation of the device is as follows: in an optical dust meter, the first emitter located in front of the working chamber forms a measuring channel and is optically connected to the photodetector through the protective windows of the working chamber, the second emitter located behind the working chamber forms a control channel and is optically connected to the photodetector, third the emitter is located inside the device behind the working chamber and forms an additional control channel and is optically connected to the photodetector through a protective window. When alternately taking readings from all emitters, the dust level in the measuring channel is determined and compared with the data obtained from the control channels.

Недостатком этого устройства являются отсутствие возможности определения среднего размера частиц.The disadvantage of this device is the inability to determine the average particle size.

Известен оптический абсорбционный пылемер (Клименко А.П., Королев В.И., Швецов В.И. Непрерывный контроль концентрации пыли. Киев: Техника. - 1980. - С.62-65). Принцип работы устройства заключается в следующем: свет от источника формируется в два потока. Один из них отправляется в газоход с измеряемой пылегазовой средой и с помощью системы зеркал проходит через коммутатор каналов и воспринимается фотоприемником. Второй световой поток проходит через эталонный канал, который заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного промышленного предприятия. Световой поток, прошедший эталонный канал, с помощью системы зеркал попадает на коммутатор каналов и воспринимается тем же фотоприемником. Сигнал с выхода фотоприемника поступает на усилитель, далее на блок разделения измерительного сигнала и сигнала сравнения, далее на логарифмирующие устройство, результаты измерения регистрируются измерительным прибором.Known optical absorption dust meter (Klimenko A.P., Korolev V.I., Shvetsov V.I. Continuous monitoring of dust concentration. Kiev: Technique. - 1980. - P.62-65). The principle of operation of the device is as follows: the light from the source is formed in two streams. One of them is sent to the flue with a measured dust and gas medium and, using a system of mirrors, passes through a channel commutator and is received by a photodetector. The second luminous flux passes through the reference channel, which is filled with a dust-free gas mixture, similar in composition to the exhaust gases of a particular industrial enterprise. The luminous flux that has passed the reference channel, through a system of mirrors, enters the channel commutator and is perceived by the same photodetector. The signal from the output of the photodetector is fed to the amplifier, then to the separation unit of the measuring signal and the comparison signal, then to the logarithmic device, the measurement results are recorded by the measuring device.

Недостатком прибора является отсутствие возможности определения среднего размера частиц пыли.The disadvantage of this device is the inability to determine the average particle size of dust.

Известен оптический пылемер для системы управления проветриванием предприятия (Пат. России №2210070, МПК G01N 15/02, Румянцев К.Е., Семенов В.В., Бойко А.П.), выбранный в качестве прототипа. Принцип работы устройства заключается в следующем.A known optical dust meter for the enterprise ventilation control system (Pat. Russia No. 2217070, IPC G01N 15/02, Rumyantsev K.E., Semenov V.V., Boyko A.P.), selected as a prototype. The principle of operation of the device is as follows.

Генератор функционально-импульсной развертки подает импульсное напряжение на источник светового излучения, оптически связанный со входом устройства разделения светового потока, основное назначение которого направлять разделенные световые потоки в измерительный и опорный канал.The functional pulse generator generates a pulse voltage to a light source that is optically coupled to the input of the light flux separation device, the main purpose of which is to direct the separated light fluxes to the measuring and reference channels.

Импульсное световое излучение, проходя через измерительный канал, ослабляется пылью и поступает на фотоприемник, расположенный в устройстве обработки электрического сигнала.Pulsed light radiation passing through the measuring channel is attenuated by dust and fed to a photodetector located in the device for processing an electrical signal.

Импульсное световое излучение, проходя через опорный канал, изменяется незначительно и поступает на фотоприемник опорного канала, расположенный в устройстве обработки электрического сигнала.Pulse light radiation passing through the reference channel changes insignificantly and enters the photodetector of the reference channel located in the electric signal processing device.

Устройство контроля запыленности смотрового окна осуществляет управление устройством обдува со специально закрепленными на лопастях вентилятора очищающими щетками, автоматически приближающимися к смотровым окнам при работе вентилятора.The inspection window dust control device controls the blower device with cleaning brushes specially mounted on the fan blades, automatically approaching the inspection windows when the fan is operating.

К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности определения среднего размера частиц пыли.The disadvantages of the prototype include the lack of the ability to determine the average size of dust particles.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности непрерывного измерения концентрации, а также определение среднего размера частиц пыли в изучаемой среде.The task of the invention is to improve the accuracy of continuous measurement of concentration, as well as determining the average particle size of dust in the studied medium.

Поставленная задача достигается тем, что оптический пылемер содержит источник импульсного напряжения, последовательно соединенный с источником света, последовательно соединенный и оптически связанный со входом устройства разделения светового потока, первый выход которого последовательно соединен и оптически связан с первым защитным окном, вторым защитным окном измерительного канала; второй выход устройства разделения светового потока последовательно соединен и оптически связан с первым защитным окном опорного канала, который заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия, и вторым защитным окном опорного канала; устройство контроля запыленности смотровых окон оптически связано с первым смотровым окном в измерительном канале, выход которого является входом для устройства управления, выход которого подключен к устройству обдува, которое осуществляет обдув защитных окон, также содержит устройство контроля температуры, выход которого подключен к микроконтроллеру, также содержит устройство подогрева смотровых окон, поддерживающее температуру смотровых окон измерительного канала в заданных пределах, второе защитное окно измерительного канала оптически связано со светоразделительным зеркалом, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму, формирующую узкий световой поток, поступающий на первый фотоприемник измерительного канала, который в свою очередь соединен с усилителем, последовательно соединенным с первым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен с первым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала попадает на второй фотоприемник измерительного канала, который последовательно соединен с усилителем, последовательно соединенным со вторым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен со вторым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером; аналогично второе защитное окно опорного канала оптически связано со вторым светоразделительным зеркалом, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму, формирующую узкий световой поток, поступающий на первый фотоприемник опорного канала, который в свою очередь соединен с усилителем, последовательно соединенным с первым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен с первым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала попадает на второй фотоприемник опорного канала, который последовательно соединен с усилителем, последовательно соединенным со вторым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен со вторым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером.This object is achieved in that the optical dust meter contains a pulse voltage source connected in series with a light source, connected in series and optically connected to the input of the light flux separation device, the first output of which is connected in series and optically connected to the first protective window, the second protective window of the measuring channel; the second output of the light separation device is connected in series and optically connected to the first protective window of the reference channel, which is filled with a dust-free gas mixture, similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise, and the second protective window of the reference channel; the inspection window dust control device is optically connected to the first inspection window in the measuring channel, the output of which is an input to a control device, the output of which is connected to a blower device that blows the protective windows, also contains a temperature control device, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a device for heating the viewing windows, maintaining the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits, the second protective window of the measuring channel is optically connected to a light-separating mirror, which transmits the central part of the light beam to the diaphragm, forming a narrow light flux entering the first photodetector of the measuring channel, which in turn is connected to an amplifier connected in series with the first adder, which in turn is connected in series with the first synchronous detector , which is also connected to a pulse voltage source and a microcontroller, and a wide light beam from a light-separating mirror is incident on the second phot measuring channel receiver which is connected in series with an amplifier connected in series with a second adder which in turn is connected in series with the second synchronous detector, which is also connected with the pulsed voltage source and the microcontroller; similarly, the second protective window of the reference channel is optically connected to the second light-separating mirror, which transmits the central part of the light beam to the diaphragm, which forms a narrow light flux entering the first photodetector of the reference channel, which in turn is connected to an amplifier connected in series with the first adder, which the queue is connected in series with the first synchronous detector, which is also connected to a pulse voltage source and a microcontroller, and a wide light beam with torazdelitelnogo mirror falls on the second photodetector to a reference channel, which is connected in series with an amplifier connected in series with a second adder which in turn is connected in series with the second synchronous detector, which is also connected with the pulsed voltage source and the microcontroller.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении точности измерения концентрации, а также определении среднего размера частиц пыли.The technical result that can be obtained by carrying out the invention consists in increasing the accuracy of measuring the concentration, as well as determining the average particle size of dust.

Этот результат достигается тем, что оптический пылемер содержит источник импульсного напряжения 1, последовательно соединенный с источником света 2, последовательно соединенный и оптически связанный со входом устройства разделения светового потока 3, первый выход которого последовательно соединен и оптически связан с защитным окном 5, защитным окном 6 измерительного канала 4; второй выход устройства разделения светового потока последовательно соединен и оптически связан с защитным окном 18 опорного канала 17, который заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия и защитным окном 19 опорного канала; устройство контроля запыленности смотровых окон 7 оптически связано со смотровым окном 5 в измерительном канале 4, выход которого является входом для устройства управления 8, выход которого подключен к устройству обдува 9, которое осуществляет обдув защитных окон, также содержит устройство контроля температуры 30, выход которого подключен к микроконтроллеру, также содержит устройство подогрева смотровых окон 10, которое поддерживает температуру смотровых окон измерительного канала в заданных пределах; защитное окно 6 оптически связано со светоразделительным зеркалом 11, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму 12, формирующую узкий световой поток, поступающий на фотоприемник 13, который в свою очередь соединен с усилителем 14, последовательно соединенным с сумматором 28, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 29, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала 11 попадает на фотоприемник 15, который последовательно соединен с усилителем 16, последовательно соединенным с сумматором 26, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 27, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31; аналогично второе защитное окно 19 опорного канала 17 оптически связано со вторым светоразделительным зеркалом 20, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму 21, формирующую узкий световой поток, поступающий на фотоприемник 22, который в свою очередь соединен с усилителем 23, последовательно соединенным с сумматором 28, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 29, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала 20 попадает на фотоприемник 24, который последовательно соединен с усилителем 25, последовательно соединенным с сумматором 26, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 27, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31.This result is achieved in that the optical dust meter contains a pulse voltage source 1, connected in series with the light source 2, connected in series and optically connected to the input of the light flux separation device 3, the first output of which is connected in series and optically connected to the protective window 5, protective window 6 measuring channel 4; the second output of the luminous flux separation device is connected in series and optically connected to the protective window 18 of the support channel 17, which is filled with a dust-free gas mixture similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise and the protective window 19 of the support channel; the dust control device of the inspection windows 7 is optically connected to the inspection window 5 in the measuring channel 4, the output of which is an input to the control device 8, the output of which is connected to the blower 9, which blows the protective windows, also contains a temperature control device 30, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a device for heating the viewing windows 10, which maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits; the protective window 6 is optically coupled to a light-separating mirror 11, which transmits the central part of the light beam to the diaphragm 12, forming a narrow light flux arriving at the photodetector 13, which in turn is connected to an amplifier 14 connected in series with the adder 28, which in turn is connected in series with a synchronous detector 29, which is also connected to a pulse voltage source 1 and a microcontroller 31, and a wide light beam from a light-separating mirror 11 enters the photodetector 15, which The sequence is coupled to an amplifier 16 connected in series to adder 26 which in turn is connected in series with a synchronous detector 27 which is also connected to a source of voltage pulse 1 and the microcontroller 31; similarly, the second protective window 19 of the reference channel 17 is optically connected to the second light-separating mirror 20, which transmits the central part of the light beam to the diaphragm 21, forming a narrow light flux entering the photodetector 22, which in turn is connected to an amplifier 23 connected in series with the adder 28, which in turn is connected in series with a synchronous detector 29, which is also connected to a pulse voltage source 1 and a microcontroller 31, and a wide light beam from a light-separating The glass 20 falls on a photodetector 24, which is connected in series with an amplifier 25 connected in series with an adder 26, which in turn is connected in series with a synchronous detector 27, which is also connected to a pulse voltage source 1 and a microcontroller 31.

Работа описываемого устройства основана на так называемом методе флюктуации. Измерение прозрачности позволяет определить оптическую толщину системы. Если частиц в пучке много, то прозрачность системы испытывает заметные флюктуации. Эти флюктуации вызваны случайными перемещениями частиц, при этом частицы по-разному перекрывают друг друга. Во флюктуациях содержится ценная информация о свойствах изучаемой дисперсной системы. Дисперсия прозрачности помимо толщины системы зависит непосредственно от числа частиц в изучаемом объекте, так что одновременное измерение прозрачности и дисперсии среды дает возможность определения как среднего размера, так и концентрации частиц.The operation of the described device is based on the so-called fluctuation method. Measuring transparency allows you to determine the optical thickness of the system. If there are many particles in the beam, then the transparency of the system experiences noticeable fluctuations. These fluctuations are caused by random movements of particles, while the particles overlap in different ways. Fluctuations contain valuable information about the properties of the disperse system under study. The transparency dispersion in addition to the thickness of the system directly depends on the number of particles in the studied object, so that simultaneous measurement of the transparency and dispersion of the medium makes it possible to determine both the average size and the concentration of particles.

При разделении светового потока с помощью большего по площади пучка света мы определяем прозрачность системы, а по ней уже оптическую толщину системы, а с помощью сжатого пучка света, дисперсию среды; после вычитания и всех преобразований мы можем определить число частиц в пучке и их размеры.When dividing the light flux with a larger light beam, we determine the transparency of the system, and from it the optical thickness of the system, and with the help of a compressed light beam, the dispersion of the medium; after subtraction and all the transformations, we can determine the number of particles in the beam and their sizes.

На фиг.1 представлена блок-схема реализуемого устройства в соответствии с формулой изобретения.Figure 1 presents a block diagram of an implemented device in accordance with the claims.

Оптический пылемер работает следующим образом. Генератор функционально-импульсной развертки 1, являющийся источником импульсного напряжения, подает импульсное напряжение на источник светового излучения 2, оптически связанный со входом устройства разделения светового потока 3, основное назначение которого - направить разделенные световые потоки в измерительный канал 4 и опорный канал 17.Optical dust meter works as follows. Functional-pulse sweep generator 1, which is a source of pulsed voltage, supplies pulsed voltage to a light source 2, optically coupled to the input of a light flux separation device 3, the main purpose of which is to direct the separated light fluxes to the measuring channel 4 and the reference channel 17.

Импульсное световое излучение, проходя через окна 5, 6 измерительного канала 4, ослабляется пылью по закону Бугера-Ламберта-Бера и поступает на светоразделительное зеркало 11, основной задачей которого является разделение пучка света на два, причем один из них максимально узкий по отношению к другому, такое разделение необходимо для одновременного измерения дисперсии и прозрачности среды, по большему пучку определяется прозрачность среды, а по сжатому в свою очередь дисперсия, больший пучок попадает на фотоприемник 15, преобразующий свет в электрический сигнал, затем этот сигнал поступает на усилитель 16 и затем на сумматор 26, в котором происходит электрическое вычитание сигналов измерительного и опорного каналов, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 27, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31, в свою очередь центральная часть светового пучка со светоразделительного зеркала 11 поступает на диафрагму 12, формирующую узкий световой поток, поступающий на фотоприемник 13, преобразующий световой поток в электрический сигнал, затем этот сигнал поступает на усилитель 14, затем сигнал поступает на сумматор 28, в котором происходит электрическое вычитание сигналов измерительного и опорного каналов, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 29, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31.The pulsed light radiation passing through the windows 5, 6 of the measuring channel 4 is attenuated by dust according to the Bouguer-Lambert-Beer law and arrives at the light separation mirror 11, the main task of which is to split the light beam into two, one of which is as narrow as possible with respect to the other , such a separation is necessary for simultaneous measurement of the dispersion and transparency of the medium, the transparency of the medium is determined by the larger beam, and the dispersion compressed by the dispersion, the larger beam is incident on the photodetector 15, which converts light an electric signal, then this signal is fed to an amplifier 16 and then to an adder 26, in which the signals of the measuring and reference channels are electrically subtracted, which in turn is connected in series with a synchronous detector 27, which is also connected to a pulse voltage source 1 and a microcontroller 31, in turn, the central part of the light beam from the light-separating mirror 11 enters the diaphragm 12, which forms a narrow light flux entering the photodetector 13, which converts the light flux into an electric signal, then this signal is fed to an amplifier 14, then the signal is fed to an adder 28, in which the signals of the measuring and reference channels are electrically subtracted, which, in turn, is connected in series with a synchronous detector 29, which is also connected to a pulse voltage source 1 and a microcontroller 31.

Рассмотрим работу опорного канала 17. Импульсное световое излучение, проходя через окна 18, 19 опорного канала 17, изменяется незначительно и поступает на светоразделительное зеркало 20, основной задачей которого является разделение пучка света на два, причем один из них максимально узкий по отношению к другому, такое разделение необходимо для одновременного измерения дисперсии и прозрачности среды, по большему пучку определяется прозрачность среды, а по сжатому в свою очередь дисперсия, больший пучок попадает на фотоприемник 24, преобразующий свет в электрический сигнал, затем этот сигнал поступает на усилитель 25 и затем на сумматор 26, в котором происходит электрическое вычитание сигналов измерительного и опорного каналов, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 27, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31, в свою очередь центральная часть светового пучка со светоразделительного зеркала 20 поступает на диафрагму 21, формирующую узкий световой поток, поступающий на фотоприемник 22, преобразующий световой поток в электрический сигнал, затем этот сигнал поступает на усилитель 23, затем сигнал поступает на сумматор 28, в котором происходит электрическое вычитание сигналов измерительного и опорного каналов, который в свою очередь последовательно соединен с синхронным детектором 29, который также связан с источником импульсного напряжения 1 и микроконтроллером 31.Consider the operation of the reference channel 17. The pulsed light radiation passing through the windows 18, 19 of the reference channel 17 changes insignificantly and enters the light-separating mirror 20, the main task of which is to split the light beam into two, one of which is as narrow as possible with respect to the other, this separation is necessary for simultaneous measurement of the dispersion and transparency of the medium, the transparency of the medium is determined by the larger beam, and the dispersion compressed by the dispersion, the larger beam is incident on the photodetector 24, converting th light into an electrical signal, then this signal is fed to an amplifier 25 and then to an adder 26, in which the signals of the measuring and reference channels are electrically subtracted, which in turn is connected in series with a synchronous detector 27, which is also connected to a pulse voltage source 1 and microcontroller 31, in turn, the Central part of the light beam from the light-separating mirror 20 enters the diaphragm 21, forming a narrow light flux arriving at the photodetector 22, converting the light the outflow into an electrical signal, then this signal is fed to an amplifier 23, then the signal is fed to an adder 28, in which the signals of the measuring and reference channels are electrically subtracted, which in turn is connected in series with a synchronous detector 29, which is also connected to a pulse voltage source 1 and microcontroller 31.

Устройство подогрева смотровых окон 10 поддерживает температуру смотровых окон измерительного канала в пределах 210-250°С.The heating device for viewing windows 10 maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel in the range 210-250 ° C.

Устройство контроля запыленности смотровых окон 7 осуществляет управление устройством обдува 9 со специально-закрепленными на лопастях вентилятора очищенными щетками, автоматически приближающимися к смотровым окнам при работе вентилятора. При достижении определенного порога концентрации пыли через линзу поступает отраженный под углом 135 градусов к оси излучения световой луч на устройство 7, представляющее собой фотодиод, напряжение с которого поступает на устройство управления вентилятором 8.The dust control device of the inspection windows 7 controls the blower 9 with specially cleaned brushes fixed on the fan blades, automatically approaching the inspection windows when the fan is operating. Upon reaching a certain threshold of dust concentration, a light beam reflected at an angle of 135 degrees to the axis of radiation enters the device 7, which is a photodiode, the voltage from which is supplied to the fan control device 8.

Устройство контроля температуры 30, выполненное в виде полупроводникового датчика температуры и усилителя, непрерывно проводит измерения температуры воздуха рабочей зоны и подключается к микроконтроллеру 31 для коррекции колебаний температуры окружающей среды.The temperature control device 30, made in the form of a semiconductor temperature sensor and an amplifier, continuously measures the air temperature of the working area and is connected to the microcontroller 31 to correct the fluctuations in ambient temperature.

Таким образом, предлагаемый оптический пылемер позволяет повысить точность определения общей концентрации и определить средний размер частиц пыли в сложных эксплуатационных условиях предприятия для управления вентиляционным оборудованием по пылевому фактору, а также для определения не только общей концентрации пыли, но и пылевой нагрузки на организм рабочих респирабельной фракцией пыли, т.е. массовой доли вдыхаемых частиц, средний диаметр которых меньше 5 мкм и которые попадают в нижние дыхательные пути и, в свою очередь, вызывают профессиональные легочные заболевания.Thus, the proposed optical dust meter can improve the accuracy of determining the total concentration and determine the average particle size of dust in difficult operating conditions of the enterprise to control ventilation equipment by the dust factor, as well as to determine not only the total concentration of dust, but also the dust load on the body of workers by the respirable fraction dust, i.e. mass fraction of inhaled particles, the average diameter of which is less than 5 microns and which enter the lower respiratory tract and, in turn, cause occupational pulmonary diseases.

Claims (1)

Оптический пылемер, содержащий источник импульсного напряжения, последовательно соединенный с источником света, последовательно соединенный и оптически связанный со входом устройства разделения светового потока, первый выход которого последовательно соединен и оптически связан с первым защитным окном, вторым защитным окном измерительного канала; второй выход устройства разделения светового потока последовательно соединен и оптически связан с первым защитным окном опорного канала, который заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия, и вторым защитным окном опорного канала; устройство контроля запыленности смотровых окон оптически связано с первым смотровым окном в измерительном канале, выход которого является входом для устройства управления, выход которого подключен к устройству обдува, которое осуществляет обдув защитных окон; также содержит устройство контроля температуры, выход которого подключен к микроконтроллеру, также содержит устройство подогрева смотровых окон, поддерживающее температуру смотровых окон измерительного канала в заданных пределах, отличающийся тем, что для повышения точности измерения уровня запыленности и для возможности измерения среднего диаметра частиц второе защитное окно измерительного канала оптически связано со светоразделительным зеркалом, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму, формирующую узкий световой поток, поступающий на первый фотоприемник измерительного канала, который в свою очередь соединен с усилителем, последовательно соединенным с первым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен с первым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала попадает на второй фотоприемник измерительного канала, который последовательно соединен с усилителем, последовательно соединенным со вторым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен со вторым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером; аналогично второе защитное окно опорного канала оптически связано со вторым светоразделительным зеркалом, пропускающим центральную часть светового пучка на диафрагму, формирующую узкий световой поток, поступающий на первый фотоприемник опорного канала, который в свою очередь соединен с усилителем, последовательно соединенным с первым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен с первым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером, а широкий световой пучок со светоразделительного зеркала попадает на второй фотоприемник опорного канала, который последовательно соединен с усилителем, последовательно соединенным со вторым сумматором, который в свою очередь последовательно соединен со вторым синхронным детектором, который также связан с источником импульсного напряжения и микроконтроллером. An optical dust meter comprising a pulse voltage source connected in series with a light source, connected in series and optically connected to an input of a light flux separation device, the first output of which is connected in series and optically connected to a first protective window, a second protective window of the measuring channel; the second output of the light separation device is connected in series and optically connected to the first protective window of the reference channel, which is filled with a dust-free gas mixture, similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise, and the second protective window of the reference channel; the inspection device dust control device is optically connected to the first inspection window in the measuring channel, the output of which is an input for a control device, the output of which is connected to a blower device that blows protective windows; also contains a temperature control device, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a heating device for viewing windows that maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits, characterized in that for increasing the accuracy of measuring the dust level and for measuring the average particle diameter, the second protective window of the measuring the channel is optically coupled to a light-separating mirror that transmits the central part of the light beam to the diaphragm forming a narrow the product flow entering the first photodetector of the measuring channel, which in turn is connected to an amplifier connected in series with the first adder, which in turn is connected in series with the first synchronous detector, which is also connected to a pulse voltage source and a microcontroller, and a wide light beam with the light-separating mirror enters the second photodetector of the measuring channel, which is connected in series with an amplifier connected in series with the second adder, which which in turn is connected in series with a second synchronous detector, which is also connected to a pulse voltage source and a microcontroller; similarly, the second protective window of the reference channel is optically connected to the second light-separating mirror, which transmits the central part of the light beam to the diaphragm, which forms a narrow light flux entering the first photodetector of the reference channel, which in turn is connected to an amplifier connected in series with the first adder, which the queue is connected in series with the first synchronous detector, which is also connected to a pulse voltage source and a microcontroller, and a wide light beam with torazdelitelnogo mirror falls on the second photodetector to a reference channel, which is connected in series with an amplifier connected in series with a second adder which in turn is connected in series with the second synchronous detector, which is also connected with the pulsed voltage source and the microcontroller.
RU2012132349/28A 2012-07-27 2012-07-27 Optical dust meter RU2510497C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012132349/28A RU2510497C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Optical dust meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012132349/28A RU2510497C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Optical dust meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012132349A RU2012132349A (en) 2014-02-10
RU2510497C1 true RU2510497C1 (en) 2014-03-27

Family

ID=50031756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012132349/28A RU2510497C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Optical dust meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510497C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749128C1 (en) * 2020-09-22 2021-06-04 Индивидуальный Предприниматель Поваляев Олег Александрович Research installation for determination of dust in air and measuring module of quantitative content of solids in air
RU2763687C1 (en) * 2021-06-26 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Dust control method
RU2763684C1 (en) * 2021-06-26 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Optical duster
RU2768513C1 (en) * 2021-06-26 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Optical dust meter
RU2770149C1 (en) * 2021-06-26 2022-04-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Method for monitoring dust content parameters

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558278C1 (en) * 2014-02-20 2015-07-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Optic dust meter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU890166A2 (en) * 1980-03-26 1981-12-15 За витель Instrument for measuring dust concentration in air
RU2441U1 (en) * 1995-03-01 1996-07-16 Конструкторско-технологический институт "Оптика" СО РАН OPTICAL DUST METER
JPH1144642A (en) * 1997-07-28 1999-02-16 Matsushita Electric Works Ltd Dust sensor
RU2210070C2 (en) * 2001-03-13 2003-08-10 Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса Optical dust meter in system for controlling ventilation of industrial rooms
JP2004257909A (en) * 2003-02-27 2004-09-16 Horiba Ltd Grain size distribution measuring device
RU63067U1 (en) * 2006-11-27 2007-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообщения" (СамГАПС) OPTICAL-ELECTRONIC DEVICE FOR MEASURING SOLID PARTICLE CONCENTRATION IN SMOKE GASES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU890166A2 (en) * 1980-03-26 1981-12-15 За витель Instrument for measuring dust concentration in air
RU2441U1 (en) * 1995-03-01 1996-07-16 Конструкторско-технологический институт "Оптика" СО РАН OPTICAL DUST METER
JPH1144642A (en) * 1997-07-28 1999-02-16 Matsushita Electric Works Ltd Dust sensor
RU2210070C2 (en) * 2001-03-13 2003-08-10 Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса Optical dust meter in system for controlling ventilation of industrial rooms
JP2004257909A (en) * 2003-02-27 2004-09-16 Horiba Ltd Grain size distribution measuring device
RU63067U1 (en) * 2006-11-27 2007-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообщения" (СамГАПС) OPTICAL-ELECTRONIC DEVICE FOR MEASURING SOLID PARTICLE CONCENTRATION IN SMOKE GASES

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749128C1 (en) * 2020-09-22 2021-06-04 Индивидуальный Предприниматель Поваляев Олег Александрович Research installation for determination of dust in air and measuring module of quantitative content of solids in air
RU2763687C1 (en) * 2021-06-26 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Dust control method
RU2763684C1 (en) * 2021-06-26 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Optical duster
RU2768513C1 (en) * 2021-06-26 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Optical dust meter
RU2770149C1 (en) * 2021-06-26 2022-04-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) Method for monitoring dust content parameters

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012132349A (en) 2014-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2510497C1 (en) Optical dust meter
US8047055B2 (en) Size segregated aerosol mass concentration measurement with inlet conditioners and multiple detectors
US9335244B2 (en) System and method for converting optical diameters of aerosol particles to mobility and aerodynamic diameters
RU2558278C1 (en) Optic dust meter
CN104637234B (en) Smoke detector certification device and calibration method based on laser light scattering measurement principle
CN104122180A (en) Method for measuring mass concentration of particulate matter
JP2007057360A (en) Particle detector and particle detecting method used therein
JP2014530349A5 (en)
JP2015049168A5 (en)
WO2020106036A1 (en) Multimodal dust sensor
WO2022267963A1 (en) Comprehensive detection apparatus for composite gas
EP3850333A1 (en) Multimodal dust sensor
RU2510498C1 (en) Determination of dust particle concentration nd mean size
CN105675466B (en) A kind of on-Line Monitor Device of relative humidity of atomsphere collaboration particulate matter delustring
WO2016083576A3 (en) Device for analyzing measurement gases, particularly breathing air
RU2210070C2 (en) Optical dust meter in system for controlling ventilation of industrial rooms
CN110274855B (en) Indoor air particulate matter CCD-laser monitoring system and method
CN102692366A (en) Instrument for monitoring microparticles in air
RU2768513C1 (en) Optical dust meter
RU2770149C1 (en) Method for monitoring dust content parameters
RU2763684C1 (en) Optical duster
RU2763687C1 (en) Dust control method
RU159104U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF AEROSOL FLOWS PARAMETERS
RU2334215C1 (en) Gas medium dust content tester
RU2691978C1 (en) Optical dust meter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140728