SE447605B - Anordning for detektering av partiklar i ett fluidum - Google Patents

Description

, 941kr lârflå _r__p_ _, _ _ 2 snabbt så att ett antal provdelar kan tas och utsättas för mät- ning individuellt inom en mycket kort omloppstid.

Enligt uppfinningen åstadkommes en anordning för detekte- ring av en ljuspåverkande substans i ett fluidum, varvid nämn- da anordning innefattar ett flertal solenoidmanövrerade ven- tiler med var sitt inloppsrör, var sitt shuntrör, var sin solenoidspole och var sitt ventilorgan som är omställbart medelst solenoidspolen-mellan ett stängt läge, där ventilorga- net blockerar kommunikation mellan ventilinloppsröret och ven- tilutloppsröret men ansluter ventilinloppsröret till shunt- röret, resp. ett öppet läge, där ventilorganet förbinder ven- tilinloppsröret med ventilutloppsröret och blockerar kommuni- kation mellan ventilinloppsröret och shuntröret. I anordningen ingår vidare en gemensam mätkammare, till vilken alla ventil- utloppsrören är anslutna, organ som utsätter mätkammaren och alla shuntrören för en sugkraft, varvid sugkraften med vilken shuntrören påverkar ventilinloppsrören hos alla ventilerna vilkas ventilorgan står i stängt läge medför att fludium sugs in i och därvid fyller varje sådant ventilinloppsrör medan sugkraften som via mätkammaren påläggs ventilinloppsröret hos varje ventil vars ventilorgan står i öppet läge medför att en fluidumprovdel sugs från ifrågavarande ventilinloppsrör in i mätkammaren, och fotoelektriska detekteringsorgan i mätkamma- ren för fotoelektrisk detektering av en ljuspåverkande substans i varje fluidumprovdel.

\\ En anordning för detektering av oljedimma och utgörande en utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas, dock enbart såsom ett exempel, under hänvisning till bifogade sohematiska ritningar, varvid fig. l visar en sidovy av anord- ningen med vissa delar bortbrutna för att den inre konstruk- tionen skall åskâdliggöras, fig. 2 är en längs linjen II-II i fig. 1 tagen tvärsektion, och fig. 3 är ett blookschema över den elektriska kretsen i anordningen.

Såsom framgår av fig. l innefattar anordningen ett hus 5 som innehåller tre kamrar, nämligen en mätkammare 6, en diffusionskammare 7 och en shuntkammare 8 (jämför fig. 2).

Var och en av dessa kamrar sträcker sig mellan två ändväggar 447 605 3 10 och ll, vilka är visade i fig. l där en del av husets 5 yttre är bortbruten. I vardera ändväggen lO resp. ll ingår ett fönster, fràn vilket en cylindrisk kropp 12, 13 med öppen ände sträcker sig. I vartdera fönstret är en lins 14 resp. l6 inmonterad. Linserna l4, 16 vfitter mot motsatta ändar av mätkammaren 6 men inte mot shuntkammaren 8.

Diffusionskammaren 7 har förbindelse med mätkammaren 6 genom två öppningar 17. Mellan ändväggen eller delningsväg- gen 10 och husets 5 ände finns ett utrymme i vilket en foto- elektrisk cell är monterad på så sätt att den ligger mittför linsen 14. Vid husets 5 motsatta ände och mellan husets änd- vägg och kammarens ändvägg eller delningsvägg ll är en elekt- riskt aktiverbar lampa 20 monterad mittför linsen 16.

Ett ventilaggregat 22 är monterat på huset 5. Nämnda ven- tilaggregat 22 omfattar (1 detta exempel) tio solenoidmanövre- rade ventiler 22A-22J. Ventilen 22E är âskådliggjord i detalj 1 rig. 2.

Såsom framgår av fig. 2 har ventilen 22E ett inlopp 24E som mynnar i en ventilkammare 26E i ett ventilhus 28E. En kolv eller ett ventilorgan BOE är monterat i ventilkammaren 26E och är glidbart mellan läget X och läget Y. Kolven BOE är för- bunden med en ventilmanöverstàng 32E som kan höjas och sänkas elektromagnetiskt medelst en solenoidspole 54E så att kolven rör sig mellan lägena X och Y.

Ventilkammaren 26E mynnar i diffusionskammaren 7. Vid sin motsatta ände är ventilkammaren 26E förbunden med shuntkamma- ren 8 medelst ett rör 36E.

Alla de övriga solenoidventilerna är konstruerade på likar- tat sätt som den i fig. 2 visade solenoidventilen 22E.

Fig. 2 visar också hur mätkammaren 6 är via en förhållan- devis stor öppning 4O förbunden med en fläktenhet 42 och en utloppsöppning 44. Shuntkammaren 8 är också förbunden med fläktenheten 42 och utloppsöppningen 44 via ett rör 46.

Mätkammaren 6 och shuntkammaren 8 utsätts för en sugkraft via öppningen 40 resp. röret 46 medelst en fläkt (icke visad) som ingar i fläktenheten 42. _44_7__(_6D5 j Då anordningen är i drift är inloppsrören 24 hos alla sole- noidventilerna anslutna till olika delar av förbrännings- motorn som håller på att övervakas. I andra tillämpningar skulle de exempelvis kunna vara anslutna till olika delar i ett område som håller på att övervakas med avseende på föro- reningar eller till skilda förbränningsmotorer.

När alla solenoidventilerna står i det i fig. 2 visade stäng- da läget, dvs. med sina kolvar 50 i läget X, sugs gas in genom inloppsröret 24 i varje ventil såsom följd av sugkraften som erhålls från fläktenheten 42 genom shuntkammaren 8. Härigenom kommer således varje inloppsrör 24, varje ventilkammare 26 och varje rör 36 att bli fullt uppladdat, dvs. fyllt, med gas från partiet som håller på att övervakas.

Solenoidventilerna öppnas därefter i tur och ordning, dvs. var och en av ventilerna magnntiseras kortvarigt elektriskt så att dess kolv 30 kortvarigt lyfts till läget Y, varpå kol- ven sänks till läget X så att ventilen stängs innan nästa ventil i sekvensen öppnas. Då varje enskild ventil öppnas an- sluter den sitt inloppsrör 24 till mätkammaren 6 via diffu- sionskammaren 7 och öppningarna 17, och en provdel av gasen sugs således genom diåšusionskammaren 7 och därpå genom mät- kammaren 6 medelst sugkraften hos fläktenheten 42, varvid strömningsriktningen är visad medelst pilarna A i fig. l; När provdelen passerar genom mätkammaren kommer den att passera tvärs över ljusstrålen från lampan 20 till fotocellen 18. Om provdelen innehåller oljedimma (eller någon annan ljuspåver- kande substans som skall övervakas) kommer mängden ljus som när fotocellen 18 att minskas, varvid en motsvarande ändring i fotocellens utgångssignal kommer att erhållas. Denna ändring kan upptecknas och/eller indikeras, och en varningssignal kan avges om en ändring i fotocellens utgångssignal anger en far- lig nivå av föroreningar.

Solenoidventilerna kan givetvis öppnas i vilken ordning som helst och inte nödvändigtvis i ordningen 22A, 223, 226 ..... ...22J. Det är således möjligt att öppna alla (eller bara en del) solenoidventilerna tillsammans för att därigenom mäta genomsnittsföroreningen som föreligger 1 kombinerade partier 441Åßß$ls . 5 eller områden. Såsom en utbyggnad av detta kan ventilerna manövreras i en sekvens som är sådan, att föroreningsnivån (om det finns några föroreningar) i varje provdel jämförs med den genomsnittliga föroreningsnivån som föreligger i alla (eller en del) provdelarna.

De cylindriska kropparna 12, 13 bidrar till att hindra föro- reningar frân att avsättas på linserna 14, 16.

Fig. 3 visar den elektriska kretsen hos anordningen i block- schemaform.

Såsom framgår av fig. 5 inkluderar kretsen en central styr- enhet 100 som har tio utgàngsledningar 102 anslutna till var sin av solenoidventilerna 22A-22J så att de sistnämnda kan öppnas i en förutbestämd ordningsföljd. Den elektriska ut- gångssignalen från fotocellen 18 avges via en ledning 10% och matas till en ingångsenhet 106 via en förstärkare 108.

Ingångsenheten 106 styrs via en ledning 107 av den centrala styrenheten 100 och kan sända ut-förstärkarens 108 utgångs- signal antingen till ett minne 110 via en ledning 112 eller till en komparator 114 via en ledning 116.

Medelst en ledning 118 kan den centrala styrenheten 100 läsa minnet 110, varvidden matar den lagrade signalen till den andra ingången till komparatorn llä via en ledning 120.

Om anordningen arbetar på så sätt att den jämför förorenings- nivån i en provdel som släpps in av varje solenoidventil med genomsnittsvärdet hos alla provdelarna magnetiserar den cent- rala enheten 100 först alla ledningarna 102 så att alla sole- noidventilerna öppnas. Fotocellen 18 alstrar därefter en elekt- risk utgångssignal i beroende av den genomsnittliga förore- ningsnivån, varjämte styrenheten 100 magnetiserar ledningen 107 pà sa sätt att ingångsenheten 106 kommer att rikta denna elektriska signal till minnet 110.

Härefter stänger den centrala styrenheten 100 alla solenoid- ventilerna, varefter den öppnar dem i tur och ordning en i sänder. Efter hand som varje ventil öppnas magnetiserar styr- enheten 100 ledningen 107 så att ingångsenheten 106 bringas att dirigera den resulterande elektriska signalen från foto- 4471605 cellen 18 till komparatorn 114. Samtidigt magnetiserar en- heten 100 ledningen 118 så att denna läser den tidigare lag- rade genomsnittsnivåsignalen från minnet 110 och matar denna signal till komparatorns 114 andra ingång. Om komparatorn anger att föroreningsnivån är större än ett förutbestämt vär- de som är baserat på den genomsnittliga föroreningsnivån ger den upphov till en varningsutgångssignal som förs till en tablå eller någon annan utgångsenhet 122.

I ett annat arbetssätt kan anordningen anordnas så, att ut- gången 24 från en av solenoidventilerna är ansluten inte till ett område vars föroreningar skall övervakas utan till en källa för ren, icke förorenad luft. De andra solenoidventi- lerna kan sedan öppnas i tur och ordning, varvid förorenings- nivån (om föroreningar överhuvudtaget förekommer) som avkänns av fotocellen 18 såsom gensvar på provdelen som härrör från varje enskild öppnad ventil kan jämföras med den tidigare lag- rade nivån som anger att ingen förorening förekommer. En var- ningssignal avges om föroreningsnivån i en viss provdel över- skrider en förutbestämd nivå som är baserad på nivån där inga föroreningar förekommer.

Med detta arbetssätt magnetiserar enheten 110 först den av- sedda ledningen bland ledningarna 102 så att solenoidventilena som mottar den rena luften öppnas, varjämte via ledningen 107 styrenheten 100 matar den resulterande elektriska signalen in i minnet 110. Därefter stänger styrenheten 100 nämnda solenoid- ventil, varefter den öppnar de övriga i tur och ordning en i sänder. På det ovan beskrivna sättet bringar styrenheten 100 därpå komparatorn att jämföra varje resulterande fotocell- utgångssignal med den lagrade signalen så att man erhåller en varningsutgångssignal när föroreningarna överskrider den förut- bestämda nivån.

Om anordningen inte arbetar på något av de beskrivna arbets- sätten utan är anordnad att helt enkelt jämföra nivån hos var- je fotocellutgångssignal med en bestämd nivå kan minnet 110 ersättas med organ för att upprätta en signal som represente- rar denna bestämda nivå (t.ex. en inställbar potentialdelare), varvid denna signal matas in i komparatorns 114 andra ingång 44.7 605,, i i 7 för att jämföras med varje enskild fotocellutgångssignal efter hand som solenoidventilerna öppnas i tur och ordning.

Den beskrivna anordningen är fördelaktig därför att sole- noidventilerna kan bringas att arbeta mycket snabbt och be- tydligt snabbare än vad som är fallet med andra typer av rent mekaniska ventiler, såsom roterande ventiler e.dyl., där man utnyttjar ett gemensamt utloppsrör som i tur och ordning svängs och därvid bringas 1 förbindelse med varje enskilt in» loppsrör. Anordningen kan på bästa sätt utnyttja den snabb- verkan som erhålls i solenoidventiler tack vare att man utnyt- jar shuntkammaren och arrangemanget med ventilerna och därvid ser till att varje ventil och dess korresponderande inlopps- rör hålls fullt uppladdad, dvs. fylld,med gasen på vilken provdelar häller på att tas, även då ventilen inte är öppen.

Detta innebär att gasprovdelen nästan omedelbart avlänkas till mätkammaren 6 när ventilen öppnas och att mätning kan ske praktiskt taget momentant. Om exempelvis ingen shuntkam- marc 8 skulle finnas och varje ventilkolv 30 endast skulle vara anordnad att öppna och stänga förbindelsen mellan in- loppsröret 24 och mätkammaren 26 skulle en tidsfördröjning uppkomma (sedan ventilen hade öppnats) innan sugkraften från fläktenheten 42 skulle kunna suga in en provdel av gasen i inloppsröret 24 och mätkammaren 6 från det under övervakning stående partiet eller området. Den beskrivna anordningen säkerställer att alla inloppsrören fylls kontinuerligt med gasen från partierna som håller på att övervakas.

Claims (6)

447 605 .__ vl2_ l_._ Viai,.ll_" a8_ .-i PATENTKRAV

1. Anordning för detektering av partiklar i ett fluidum, vilken anordning innefattar ett flertal solenoidmanövrerade ventiler (22) med var sitt inloppsrör (24), var sitt utloppsrör och var sitt shuntrör (36) samt var sitt ventilorgan (30) som är omställbart av en solenoidspole (34) mellan ett stängt läge, i vilket ventilorganet blockerar kommunikation mellan ventilin- loppsröret (24) och ventilutloppsröret men förbinder ventilin- loppsröret (24) med shuntröret (36), och ett öppet läge. i vilket ventilorganet förbinder ventilinloppsröret (24) med ventilutloppsröret och blockerar kommunikation mellan ventilin- loppsröret (24) och shuntröret (36), vidare en gemensam mät- kammare (6), till vilken alla ventilutloppsrören är anslutna, en fotoelektrisk anordning (18,20) i mätkammaren (6) för att foto~ elektriskt detektera partiklarna i fluidet när fluidet befinner sig i mätkammaren (6), och en sugkälla (42) ansluten till mät- kammaren (6) för att suga en provdel av fluidet in i mätkammaren (6) från ventilinloppsröret (24) hos varje ventil (22) vars ventilorgan (30) befinner sig i öppet läge, k ä n n e t e c k - n a d av en gemensam shuntkammare (8) som är ansluten till sugkällan (42). varigenom sugningen som utförs via shuntrören (36) och ventilinloppsrören (24) hos alla ventilerna (22) vilkas ventilorgan (30) befinner sig i stängt läge suger in fluidum i varje dylikt ventilinloppsrör (24) för att därvid fylla detta.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den fotoelektriska anordningen innefattar en ljuskälla (20) för att rikta en ljusstråle genom mätkammaren (6) till en foto- elektrisk cell (18).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav. att mätkammaren (6) är ansluten till utloppsrören via en gemensam diffusionskammare (7).

4. Anordning enligt något av de föregående kraven, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den innefattar ett minne (110) som är anordnat att lagra en elektrisk signal som representerar ett förutbestämt föroreningsreferensvärde i fluidet, en styrenhet (100) som är anordnad att magnetisera nämnda ventiler (22) i en förutbestämd turordning, varigenom varje ventilorgan (30) till- fälligt inställs i öppet läge. och en komparator (114) som 447 605 9 är anordnad att jämföra den elektriska utgångssignalen som alstras av den fotoelektriska detekteringsanordningen (18.20) såsom gensvar på aktivering av varje ventil (22) i tur och ordning med den lagrade elektriska signalen och att därvid ange huruvida föroreningsnivàn i den respektive fluidumprovdelen som sugs in genom nämnda ventil (22) har ett värde som ligger över eller under föroreningsreferensvärdet.

5. Anordning enligt krav M. k ä n n e t e c k n a d därav. att styrenneten (100) är anordnad att magnetisera alla ventiler- na (221 samtidigt. varigenom alla ventilorganen (30) förs till sina öppna lägen samtidigt så att den fotoelektriska detekte- ringsanordningen (18.20) avger en elektrisk utgångssignal som representerar genomsnittsföroreningsnivån i alla de genom ventilerna sugna provdelarna av fluidet och att denna elektriska utgängssignal matas in i minnet (110) för att representera det förutbestämda föroreningsreferensvärdet.

6. Anordning enligt krav H eller 5, k ä n n e t e c k n a d därav. att inloppsröret (2fl) hos en av nämnda ventiler (22) är anslutet till väsentligen oförorenat fluidum. varigenom den elektriska utgångssignalen som alstras av den fotoelektriska detekteringsanordningen (18.20) när nämnda ventil (22) blir magnetiserad i den förutbestämda ordningsföljden representerar väsentligen oförorenat fluidum. och att denna elektriska utgângssignal matas in i minnet (110) för att representera den förutbestämda föroreningsreferensnivån_