RU2763684C1 - Optical duster - Google Patents

Optical duster Download PDF

Info

Publication number
RU2763684C1
RU2763684C1 RU2021118654A RU2021118654A RU2763684C1 RU 2763684 C1 RU2763684 C1 RU 2763684C1 RU 2021118654 A RU2021118654 A RU 2021118654A RU 2021118654 A RU2021118654 A RU 2021118654A RU 2763684 C1 RU2763684 C1 RU 2763684C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dust
measuring
microcontroller
windows
channel
Prior art date
Application number
RU2021118654A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Семенов
Владимир Иванович Марчук
Максим Сергеевич Минкин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ)
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 образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет», (ДГТУ)
Priority to RU2021118654A priority Critical patent/RU2763684C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763684C1 publication Critical patent/RU2763684C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology.
SUBSTANCE: invention can be used in industry to determine the total concentration in order to control the ventilation equipment of an enterprise by the dust factor and to prevent dust explosions. An optical dust meter is proposed, containing a measuring and reference channel with two protective windows, while the reference channel is filled with a dust-free gas mixture similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise. The optical dust meter also includes a device for controlling the dust content of the viewing windows, which is optically connected to the first viewing window in the measuring channel, the output of which is an input for the control device, the output of which is connected to a blowing device that blows the protective windows. It also contains a temperature control device, the output of which is connected to a microcontroller, a heating device for viewing windows, which maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within specified limits. Contains two sources of radiation in the measuring and reference channels, operating at wavelengths in the region of maximum and minimum dust absorption and controlled by a microcontroller, the radiation from which is sequentially directed through the measuring and reference channels through the measuring and reference channels into a single light flux and then to the input a broadband photodetector, which is connected in series with an amplifier and a microcontroller that determines the level of dustiness and is connected to devices for blowing and heating the viewing windows. The measuring channel additionally contains a viewing window connected to the heating device and installed at an angle of 90 degrees relative to the light emitter axis, a mirror, a broadband photodetector connected in series and an amplifier connected to the microcontroller.
EFFECT: improving the accuracy of continuous measurement of concentration, determining the material composition of dust and its size, as well as eliminating errors arising from changes in uncontrolled parameters: humidity, concentration of carbon dioxide, methane, etc., which allows the device to work in difficult operating conditions of the enterprise.
1 cl, 1 dwg

Description

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

Изобретение может быть использовано в промышленности для определения концентрации пыли и ее вещественного состава с целью управления вентиляционным оборудованием предприятия по пылевому фактору и для предупреждения взрывов пыли. The invention can be used in industry to determine the concentration of dust and its material composition in order to control the ventilation equipment of an enterprise by the dust factor and to prevent dust explosions.

Известно устройство (пат. DE №4119406, МПК G01N21/27, опубл. 10.12.1992), позволяющее измерять концентрацию пыли методом поглощения света. Недостатками этого устройства является невозможность определения вещественного состава пыли, а так же отсутствия защиты от факторов, вносящих значительную погрешность измерения, что делает невозможным использование устройства в автоматическом режиме. К этим факторам относится периодическая запыленность смотровых окон, постоянное изменение температуры окружающей среды. A device is known (US Pat. DE No. 4119406, IPC G01N21/27, publ. 10.12.1992), which allows measuring the concentration of dust by the method of light absorption. The disadvantages of this device is the impossibility of determining the material composition of the dust, as well as the lack of protection from factors that introduce a significant measurement error, which makes it impossible to use the device in automatic mode. These factors include periodic dustiness of viewing windows, a constant change in ambient temperature.

Известен оптический пылемер (пат. RU №2095792, МПК G01N21/85, опубл. 10.11.1997) 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 поочерёдном снятии показаний со всех излучателей определяется уровень запылённости в измерительном канале и сравнивается с данными, полученными с контрольных каналов. Known optical dust meter (U.S. Pat. RU No. 2095792, IPC G01N21/85, publ. 10.11.1997) for continuous measurement of the dust content of gases. The principle of operation of the device is as follows: in the optical dust gauge, 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, the 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 sequentially taking readings from all emitters, the level of dust content in the measuring channel is determined and compared with the data obtained from the control channels.

Недостатками описанного выше устройства являются отсутствие защиты от запыленности смотровых окон, изменения температуры окружающей среды и погрешностью, обусловленной влиянием изменения неконтролируемых параметров, отсутствие возможности определения вещественного состава пыли. The disadvantages of the device described above are the lack of protection against dustiness of the viewing windows, changes in ambient temperature and the error due to the influence of changes in uncontrolled parameters, the inability to determine the material composition of the dust.

Известен оптический абсорбционный пылемер (Клименко А.П, Королёв 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 фотоприёмником. 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 фотоприёмником. Сигнал с выхода фотоприёмника 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 into two streams. One of them is sent to the gas duct with the measured dusty gas medium and, with the help of a system of mirrors, passes through the channel switch and is perceived by the photodetector. The second light 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, with the help of a system of mirrors, enters the channel switch and is perceived by the same photodetector. The signal from the output of the photodetector goes to the amplifier, then to the block for separating the measuring signal and the comparison signal, then to the logarithm device, the measurement results are recorded by the measuring device.

Недостатками описанного выше устройства являются отсутствие защиты от запыленности смотровых окон, изменения температуры окружающей среды и погрешностью, обусловленной влиянием изменения неконтролируемых параметров, отсутствие возможности определения вещественного состава пыли. The disadvantages of the device described above are the lack of protection against dustiness of the viewing windows, changes in ambient temperature and the error due to the influence of changes in uncontrolled parameters, the inability to determine the material composition of the dust.

Известен оптический пылемер для системы управления проветриванием предприятия (пат. RU № 2210070, МПК G01N21/59, G01N21/15, опубл. 10.08.2003). Принцип работы устройства заключается в следующем:An optical dust meter for the enterprise ventilation control system is known (US Pat. RU No. 2210070, IPC G01N21/59, G01N21/15, publ. 10.08.2003). The principle of operation of the device is as follows:

Генератор функционально-импульсной развёртки подаёт импульсное напряжение на источник светового излучения, оптически связанный со входом устройства разделения светового потока, основное назначение которого направлять разделённые световые потоки в измерительный и опорный канал.The functional-pulse sweep generator supplies a pulsed voltage to the source of light radiation, optically connected to the input of the light flux splitter, the main purpose of which is to direct the separated light fluxes into the measuring and reference channel.

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

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

Устройство контроля запылённости смотрового окна осуществляет управление устройством обдува со специально-закреплёнными на лопастях вентилятора очищающими щётками, автоматически приближающимися к смотровым окнам при работе вентилятора.The dust control device for the viewing window controls the blower with cleaning brushes specially fixed on the fan blades, which automatically approach the viewing windows when the fan is running.

К его недостаткам можно отнести погрешность, возникающую при изменении неконтролируемых параметров: влажности, концентрации углекислого газа, метана и др., отсутствие возможности определения вещественного состава пыли. Its disadvantages include the error that occurs when changing uncontrolled parameters: humidity, concentration of carbon dioxide, methane, etc., the inability to determine the material composition of dust.

Наиболее близким техническим решением является оптический пылемер, (патент RU № 2558278, МПК G01N21/59, G01N21/15, опубл. 27.07.2015), содержащий измерительный и опорный каналы с двумя защитными окнами при этом опорный канал заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия; устройство контроля запыленности смотровых окон оптически связанное 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, так же содержит устройство подогрева смотровых окон, поддерживающее температуру смотровых окон измерительного канала в заданных пределах, так же содержит по два источника излучений в измерительном и опорном каналах, работающих на длинах волн в области максимального и минимального поглощения пыли и управляемых микроконтроллером, излучения с которых последовательно при помощи разделительных призм и зеркал направляются через измерительный и опорный каналы в единый световой поток и далее на вход широкополосного фотоприемника, который последовательно соединен с усилителем и микроконтроллером, определяющим уровень запыленности и соединенным с устройствами обдува и подогрева смотровых окон. The closest technical solution is an optical dust meter (patent RU No. 2558278, IPC G01N21 / 59, G01N21 / 15, publ. 07.27.2015), containing measuring and reference channels with two protective windows, while the reference channel is filled with a dust-free gas mixture, similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise; a device for monitoring the dust content of the viewing windows optically connected to the first viewing window in the measuring channel, the output of which is the input for the control device, the output of which is connected to the blowing device, which blows the protective windows; also contains a temperature control device, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a viewing window heating device that maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits, also contains two sources of radiation in the measuring and reference channels, operating at wavelengths in the region of maximum and minimal dust absorption and controlled by a microcontroller, the radiation from which is sequentially directed by means of separating prisms and mirrors through the measuring and reference channels into a single light flux and then to the input of a broadband photodetector, which is connected in series with an amplifier and a microcontroller that determines the level of dustiness and is connected to devices blowing and heating viewing windows.

К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности определения вещественного состава пыли. The disadvantages of the prototype include the inability to determine the material composition of the dust.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности непрерывного измерения концентрации, возможность определения вещественного состава пыли. The objective of the invention is to improve the accuracy of continuous measurement of concentration, the possibility of determining the material composition of the dust.

Сущность изобретения заключается в том, что, что оптический пылемер, содержащий измерительный и опорный каналы с двумя защитными окнами при этом опорный канал заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия; устройство контроля запыленности смотровых окон оптически связанное 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, так же содержит устройство подогрева смотровых окон, поддерживающее температуру смотровых окон измерительного канала в заданных пределах, содержит по два источника излучений в измерительном и опорном каналах, работающих на длинах волн в области максимального и минимального поглощения пыли и управляемых микроконтроллером, излучения с которых последовательно при помощи разделительных призм и зеркал направляются через измерительный и опорный каналы в единый световой поток и далее на вход широкополосного фотоприемника, который последовательно соединен с усилителем и микроконтроллером, определяющим уровень запыленности и соединенным с устройствами обдува и подогрева смотровых окон, измерительный канал дополнительно содержит смотровое окно, подключенное к устройству обогрева и установленное по углом 90 градусов относительно оси светоизлучателя, зеркало, последовательно соединенные широкополосный фотоприемник и усилитель, подключенный к микроконтроллеру. The essence of the invention lies in the fact that an optical dust meter containing measuring and reference channels with two protective windows, while the reference channel is filled with a gas mixture cleaned of dust, similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise; a device for monitoring the dust content of the viewing windows optically connected to the first viewing window in the measuring channel, the output of which is the input for the control device, the output of which is connected to the blower device, which blows through the protective windows, also contains a temperature control device, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a viewing window heating device that maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits, contains two sources of radiation in the measuring and reference channels, operating at wavelengths in the region of maximum and minimum dust absorption and controlled by a microcontroller, radiation from which is sequentially using separating prisms and mirrors are directed through the measuring and reference channels into a single light flux and then to the input of a broadband photodetector, which is connected in series with an amplifier and a microcontroller that determines the dust level and is connected to devices for blowing and heating viewing windows, the measuring channel additionally contains a viewing window connected to the heating device and installed at an angle of 90 degrees relative to the axis of the light emitter, a mirror, a broadband photodetector connected in series and an amplifier connected to the microcontroller.

Технический результат предлагаемого оптического пылемера получается за счет использования двух длин волн в области максимального и минимального поглощения пыли и использования дополнительного канала, измеряющего рассеяние света от пыли, что позволяет повысить точность определения общей концентрации пыли и её вещественного состава, а так же устранить погрешности, возникающие при изменении неконтролируемых параметров: влажности, концентрации углекислого газа, метана и др., что позволяет ему работать в сложных эксплуатационных условиях предприятия.The technical result of the proposed optical dust meter is obtained by using two wavelengths in the region of maximum and minimum dust absorption and using an additional channel that measures the scattering of light from dust, which makes it possible to improve the accuracy of determining the total concentration of dust and its material composition, as well as to eliminate the errors that arise when changing uncontrolled parameters: humidity, concentration of carbon dioxide, methane, etc., which allows it to work in difficult operating conditions of the enterprise.

На чертеже представлена блок-схема реализуемого устройства в соответствии с формулой изобретения.The drawing shows a block diagram of the implemented device in accordance with the claims.

Устройство содержит источники излучения 1-4, разделительные призмы 6, 9, 20, зеркала 5, 7, 8, 10, 19, 21, 27, первое 17, второе 18 и третье 26 защитные окна измерительного канала 15, опорный канал 16, устройство подогрева смотровых окон 11, устройство контроля запыленности смотровых окон 12, оптически связанное со смотровым окном 17, устройство управления обдувом 13, устройство обдува защитных окон 14, устройство контроля температуры 25, широкополосные фотоприемники 22, 28, усилители 23, 29, микроконтроллер 24. The device contains radiation sources 1-4, separating prisms 6, 9, 20, mirrors 5, 7, 8, 10, 19, 21, 27, the first 17, the second 18 and the third 26 protective windows of the measuring channel 15, the reference channel 16, the device heating of viewing windows 11, a device for controlling the dustiness of viewing windows 12, optically connected to the viewing window 17, a blowing control device 13, a device for blowing protective windows 14, a temperature control device 25, broadband photodetectors 22, 28, amplifiers 23, 29, microcontroller 24.

Оптический пылемер работает следующим образом. Микроконтроллер 24 последовательно подает импульсное напряжение на источники излучения 1,3 и 2,4, при этом источники излучения 1,3 имеют длину волны в области максимального поглощения пыли, а источники излучения 2,4 имеют длину волны в области минимального поглощения пыли. При этом микроконтроллер последовательно подает одинаковые пачки импульсов на излучатели 1, 3, 2 и 4. Сформированная пачка импульсов от источника излучения 1 через разделительную призму 6 излучение поступает в измерительный канал 15, в следующий момент времени вторая пачка импульсов поступает на источник излучения 3 и далее излучение поступает в опорный канал 16, в следующий момент времени третья пачка импульсов поступает на источник излучения 2 и далее излучение через зеркала 7, 5 и разделительную призму 6 поступает в измерительный канал 15, в следующий момент времени четвертая пачка импульсов поступает на источник излучения 4 и далее излучение через зеркала 10, 8 и разделительную призму 9 поступает в опорный канал 16. Далее процесс формирования пачек импульсов на источники излучения 1,3, 2,4 повторяется. Таким образом, на выходе второго и третьего смотрового окна 18 измерительного канала 15 имеется последовательность пачек световых импульсов, сформированных источниками 1,2, а на выходе второго смотрового окна опорного канала 16 имеется последовательность пачек световых импульсов, сформированных источниками 3,4. Импульсное световое излучение проходя через измерительный канал 15 ослабляется и рассеивается пылью по закону Бугера-Ламберта-Бера и теории Ми. Далее световые импульсы от источников излучения 1,2 измерительного канала 15 поступают через разделительную призму 20 на вход фотоприемника 22 (ослабленные импульсы) и на вход фотоприемника 28 (рассеянные импульсы). Optical dust meter works as follows. The microcontroller 24 sequentially supplies a pulsed voltage to the radiation sources 1.3 and 2.4, while the radiation sources 1.3 have a wavelength in the region of maximum dust absorption, and the radiation sources 2.4 have a wavelength in the region of minimum dust absorption. In this case, the microcontroller sequentially delivers identical bursts of pulses to emitters 1, 3, 2 and 4. The generated burst of pulses from the radiation source 1 through the separating prism 6 enters the measuring channel 15, at the next time the second burst of pulses enters the radiation source 3 and then the radiation enters the reference channel 16, at the next time the third burst of pulses arrives at the radiation source 2 and then the radiation through the mirrors 7, 5 and the separating prism 6 enters the measuring channel 15, at the next time the fourth burst of pulses arrives at the radiation source 4 and further, the radiation through the mirrors 10, 8 and the separating prism 9 enters the reference channel 16. Further, the process of forming bursts of pulses to the radiation sources 1,3, 2,4 is repeated. Thus, at the output of the second and third viewing window 18 of the measuring channel 15 there is a sequence of bursts of light pulses generated by sources 1,2, and at the output of the second viewing window of the reference channel 16 there is a sequence of bursts of light pulses generated by sources 3,4. Pulsed light radiation passing through the measuring channel 15 is attenuated and scattered by dust according to the Bouguer-Lambert-Beer law and the Mie theory. Next, light pulses from radiation sources 1.2 of the measuring channel 15 are fed through the separating prism 20 to the input of the photodetector 22 (attenuated pulses) and to the input of the photodetector 28 (scattered pulses).

Световые импульсы от источников излучения 3, 4 опорного канала поступают через зеркала 21, 19 и разделительную призму 20 так же на вход фотоприемника 22. При этом световые импульсы располагаются в последовательности 1,3, 2,4. Сформированная фотоприемниками 22 и 28 последовательность импульсов электрического тока поступает через усилители 23, 29 в микроконтроллер 24, где происходит обработка полученных последовательностей. Light pulses from radiation sources 3, 4 of the reference channel are fed through the mirrors 21, 19 and the separating prism 20 also to the input of the photodetector 22. In this case, the light pulses are arranged in the sequence 1.3, 2.4. The sequence of electric current pulses formed by photodetectors 22 and 28 is fed through amplifiers 23, 29 to microcontroller 24, where the received sequences are processed.

Обработка информации, поступающей с фотоприемника 22 и характеризующая ослабление излучения пылью, происходит микроконтроллером 24 следующим образом: сначала происходит вычитание пачки, сформированной источником излучения 1 из пачки, сформированной источником излучения 3, затем вычитание пачки, сформированной источником излучения 2 из пачки, сформированной источником излучения 4. Это значение сохраняется для участия в дальнейшем анализе. The processing of information coming from the photodetector 22 and characterizing the attenuation of radiation by dust occurs by the microcontroller 24 as follows: first, the packet formed by the radiation source 1 is subtracted from the packet formed by the radiation source 3, then the packet formed by the radiation source 2 is subtracted from the packet formed by the radiation source 4. This value is stored for participation in further analysis.

Обработка информации, поступающей с фотоприемника 27 и характеризующие рассеяние излучения пылью, происходит микроконтроллером 24 аналогичным образом: сначала происходит вычитание пачки, сформированной источником излучения 1 из пачки, сформированной источником излучения 3, затем вычитание пачки, сформированной источником излучения 2 из пачки, сформированной источником излучения 4. The processing of information coming from the photodetector 27 and characterizing the scattering of radiation by dust occurs by the microcontroller 24 in a similar way: first, the packet formed by the radiation source 1 is subtracted from the packet formed by the radiation source 3, then the packet formed by the radiation source 2 is subtracted from the packet formed by the radiation source 4.

Затем берется логарифм суммы полученных значений с обоих фотоприемников, которая характеризует концентрацию измеряемой пыли. Then the logarithm of the sum of the obtained values from both photodetectors is taken, which characterizes the concentration of the measured dust.

Для определения вещественного состава измеряемой пыли микроконтроллером 24 определяется логарифм отношения пачки, сформированной источником излучения 1, и пачки, сформированной источником излучения 2, поступающего рассеянного излучения под углом 90 градусов относительно оси светоизлучателя на фотоприемник 28, а также логарифм ранее сохраненного выше значения разности пачек с фотоприемника 22. Полученные данные сравниваются со значениями, помещенными в память микроконтроллера 24. Эти значения определяются заранее для частиц разных веществ экспериментально, моделированием или берутся из справочников и они характеризуют вещественный состав измеряемой пыли. To determine the material composition of the measured dust, the microcontroller 24 determines the logarithm of the ratio of the pack formed by the radiation source 1 and the pack formed by the radiation source 2, the incoming scattered radiation at an angle of 90 degrees relative to the axis of the light emitter to the photodetector 28, as well as the logarithm of the previously stored above value of the difference between the packs with photodetector 22. The obtained data are compared with the values stored in the memory of the microcontroller 24. These values are determined in advance for particles of different substances experimentally, by modeling or taken from reference books and they characterize the material composition of the measured dust.

Все операции выполняются синхронно и циклично.All operations are performed synchronously and cyclically.

Устройство подогрева смотровых окон 11 поддерживает температуру смотровых окон измерительного канала в пределах 210-250OС. Режим работы данного устройства задается микроконтроллером 24.Viewing windows heating apparatus 11 maintains the temperature of the measuring channel viewing windows within 210-250 O C. The operating mode of the device is set by the microcontroller 24.

Устройство контроля запылённости смотровых окон 12 осуществляет управление устройством обдува 14 со специально-закреплёнными на лопастях вентилятора очищенными щётками, автоматически приближающимися к смотровым окнам при работе вентилятора. При достижении определённого порога концентрации пыли, через линзу поступает отражённый под углом 135 градусов к оси излучения световой луч на устройство 12, представляющее собой фотодиод, напряжение с которого поступает на устройство управления вентилятором 13, режим работы которого задается микроконтроллером 24.The dust control device for viewing windows 12 controls the blowing device 14 with cleaned brushes specially fixed on the fan blades, automatically approaching the viewing windows when the fan is running. When a certain threshold of dust concentration is reached, a light beam reflected at an angle of 135 degrees to the radiation axis enters through the lens to the device 12, which is a photodiode, the voltage from which is supplied to the fan control device 13, the operation mode of which is set by the microcontroller 24.

Устройство контроля температуры 25, выполненное в виде полупроводникового датчика температуры и усилителя, непрерывно проводит измерения температуры воздуха рабочей зоны и подключается к микроконтроллеру 24 для коррекции колебаний температуры окружающей среды.The temperature control device 25, 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 24 to correct ambient temperature fluctuations.

Claims (1)

Оптический пылемер, содержащий измерительный и опорный каналы с двумя защитными окнами, при этом опорный канал заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия, устройство контроля запыленности смотровых окон, оптически связанное 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, также содержит по два источника излучений в измерительном и опорном каналах, работающих на длинах волн в области максимального и минимального поглощения пыли и управляемых микроконтроллером, излучения с которых последовательно при помощи разделительных призм и зеркал направляются через измерительный и опорный каналы в единый световой поток и далее на вход широкополосного фотоприемника, который последовательно соединен с усилителем и микроконтроллером, определяющим уровень запыленности и соединенным с устройствами обдува и подогрева смотровых окон, отличающийся тем, что измерительный канал дополнительно содержит смотровое окно, подключенное к устройству обогрева и установленное под углом 90 градусов относительно оси светоизлучателя, зеркало, последовательно соединенные широкополосный фотоприемник и усилитель, подключенный к микроконтроллеру. Optical dust meter containing measuring and reference channels with two protective windows, while the reference channel is filled with a dust-free gas mixture, similar in composition to the exhaust gases of a particular enterprise, a dust control device for viewing windows, optically connected to the first viewing window in the measuring channel, output which is an input for the control device, the output of which is connected to the blower device, which blows the protective windows, also contains a temperature control device, the output of which is connected to the microcontroller, also contains a viewing window heating device that maintains the temperature of the viewing windows of the measuring channel within the specified limits, also contains two radiation sources each in the measuring and reference channels, operating at wavelengths in the region of maximum and minimum dust absorption and controlled by a microcontroller, the radiation from which is successively directed by means of separating prisms and mirrors through the measuring and reference channels into a single light flux and then to the input of a broadband photodetector, which is connected in series with an amplifier and a microcontroller that determines the level of dustiness and is connected to devices for blowing and heating viewing windows, characterized in that the measuring channel additionally contains a viewing window connected to the heating device and installed at an angle of 90 degrees relative to the axis of the light emitter, a mirror, a broadband photodetector connected in series and an amplifier connected to the microcontroller.
RU2021118654A 2021-06-26 2021-06-26 Optical duster RU2763684C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118654A RU2763684C1 (en) 2021-06-26 2021-06-26 Optical duster

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118654A RU2763684C1 (en) 2021-06-26 2021-06-26 Optical duster

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763684C1 true RU2763684C1 (en) 2021-12-30

Family

ID=80040016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118654A RU2763684C1 (en) 2021-06-26 2021-06-26 Optical duster

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763684C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095792C1 (en) * 1995-11-08 1997-11-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Optical dust counter
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
RU2510498C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Determination of dust particle concentration nd mean size
RU2510497C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Optical dust meter
RU2558278C1 (en) * 2014-02-20 2015-07-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Optic dust meter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095792C1 (en) * 1995-11-08 1997-11-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Optical dust counter
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
RU2510498C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Determination of dust particle concentration nd mean size
RU2510497C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Optical dust meter
RU2558278C1 (en) * 2014-02-20 2015-07-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Optic dust meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2558278C1 (en) Optic dust meter
RU2510497C1 (en) Optical dust meter
CN101308090B (en) Fire field multi- parameter laser wavelength modulated spectrum detection method and apparatus
JPH0579980A (en) Device and method for simultaneously measuring carbon dioxide and moisture
CN104931474B (en) The online laser detector of cement slurry quality and method
US4432649A (en) Optical apparatus for measuring transmission or absorption along a measurement path
JP6728956B2 (en) Particle measuring device
JPS5847657B2 (en) Ryu Taibun Sekiki
CN204439537U (en) Based on the gas analyzer measurement mechanism of ultraviolet difference algorithm
JP6905992B2 (en) Laser detection system and method
RU2763684C1 (en) Optical duster
RU2763687C1 (en) Dust control method
RU2768513C1 (en) Optical dust meter
US3895233A (en) Gas analyzer
WO2022267963A1 (en) Comprehensive detection apparatus for composite gas
RU2770149C1 (en) Method for monitoring dust content parameters
KR102114557B1 (en) A NDIR analyzer using Two Functional Channels
RU2210070C2 (en) Optical dust meter in system for controlling ventilation of industrial rooms
AU2008263705B2 (en) Method of optical teledetection of compounds in a medium
RU2334215C1 (en) Gas medium dust content tester
CN105675466A (en) Device for online monitoring atmospheric relative humidity and particulate matter extinction
US20210033524A1 (en) Gas analyser system
RU212804U1 (en) Device for automatic control of parameters of aerosol emissions
KR101812783B1 (en) Apparatus for measuring black carbon
RU159104U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF AEROSOL FLOWS PARAMETERS