SU1265550A1

SU1265550A1 - Device for estimating dust concentration

Info

Publication number: SU1265550A1
Application number: SU853928354A
Authority: SU
Inventors: Пранас Брониславович Балтренас; Повилас Повилович Вабалас
Original assignee: Вильнюсский Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1986-10-23

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники предназначено дл измерени концентрации частиц в пылегазовом потоке и может быть использовано в строительстве, горнодобывающей и других отрасл х промыш ,ленности. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени за счет обеспечени посто нной скорости пылегазового потока. Устройство содержит воздухонапорную камеру. В ней установлены вентил тор, соединенный с электроприводом, датчик концентрации пыли, источник и приемник акустической волны. Источник акустической волны соединен с выходом генератора , который соединен с первым входом фазометра. Второй вход фазомета ра подключен к приемнику акустичес (Л кой волны, а выход через усилитель соединен с управл юпрш входом электс ропривода. При неизменных частоте генератора, длине воздухонапорной камеры и скорости звука разность фаз зависит лишь от скорости потока . 1 ил. ю Од ел ел елThe invention relates to the field of measurement technology intended to measure the concentration of particles in the dust-gas stream and can be used in construction, mining and other industries. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by providing a constant dust and gas flow rate. The device contains an air-pressure chamber. It has a fan connected to an electric drive, a dust concentration sensor, an acoustic wave source and receiver. The source of the acoustic wave is connected to the output of the generator, which is connected to the first input of the phase meter. The second input of the phase meter is connected to the acoustic receiver (LK wave, and the output through the amplifier is connected to the control input of the electric drive. At constant generator frequency, the length of the air-pressure chamber and sound speed, the phase difference depends only on the flow velocity. 1 Il. Od ate

Description

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения концентрации частиц в пылегазовом потоке и может быть использовано в строительстве, горнодобывающей и других отраслях промышленности.The invention relates to measuring equipment, is intended to measure the concentration of particles in the dust and gas stream and can be used in construction, mining and other industries.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет обеспечения постоянной скорости пылегазового потока.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by ensuring a constant velocity of the dust and gas stream.

На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of the device.

Устройство содержит генератор 1, фазометр 2, усилитель 3, воздухонаборную камеру 4; вентилятор 5, излучатель 6 акустической волны, датчик 7 концентрации пыли, приемник 8 акустической волны, электропривод 9, вентиляторную схему 10 обработки сигналов датчика.The device comprises a generator 1, a phase meter 2, an amplifier 3, an air intake chamber 4; fan 5, acoustic wave emitter 6, dust concentration sensor 7, acoustic wave receiver 8, electric drive 9, sensor signal processing fan circuit 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Запыленная среда, концентрацию пыли которой необходимо замерить, всасывается в воздухонаборную камеру 4 с помощью вентилятора 5, число оборотов которого управляется электроприводом 9. Концентрация запыленной среды фиксируется датчиком 7 концентрации пыли и обрабатывается с последующей регистрацией в электронной схеме 10 обработки сигналов. Генератором 1 вырабатывается сигнал Ц =U_qcos (oj t+ Ч ) , который поступает на излучатель 6 акустической волны, обеспечивающий возбуждение волны в объеме воздухонаборной камеры 4. На другом конце камеры установлен приемник 8 акустической волны, на выходе которого образуется сигнал U₂=U_ocosx /_(^_ЧС+%) , где U, и и_г - переменное напряжение соответственно на излучателе и приемнике; U_o - амплитуда напряжения на генераторе; и ч> - значение фаз переменного напряжения на излучателе и приемнике; ,.ι - частота генератора.A dusty medium, the dust concentration of which must be measured, is sucked into the air intake chamber 4 using a fan 5, the speed of which is controlled by the electric drive 9. The concentration of the dusty medium is detected by the dust concentration sensor 7 and processed, followed by registration in the electronic signal processing circuit 10. The generator 1 generates a signal C = U _q cos (oj t + H), which is transmitted to the emitter 6 of the acoustic wave, which provides excitation of the wave in the volume of the air intake chamber 4. At the other end of the chamber, an acoustic wave receiver 8 is installed, at the output of which a signal U ₂ = U _o cosx / _ (^ _H C +%), where U, and and _r are the alternating voltage at the emitter and receiver, respectively; U _o - the amplitude of the voltage at the generator; and h> is the value of the phases of the alternating voltage at the emitter and receiver; , .ι is the frequency of the generator.

Выходы генератора 1 и приемника 8 подключены к входам фазометра 2. Фазометр 2 формирует напряжение, пропорциональное разности фаз между напряжениями Ц, и U_Q <-<J„ S , .The outputs of the generator 1 and receiver 8 are connected to the inputs of the phasemeter 2. Phasemeter 2 generates a voltage proportional to the phase difference between the voltages C, and U _Q <- <J „S,.

*< <’> где S - длина воздухонаборной камеры;* <<’> Where S is the length of the air intake chamber;

- скорость звука в окружающей среде;- the speed of sound in the environment;

V_n0T - скорость пылевого потока в объеме между излучателем и приемником.V _n0T is the velocity of the dust flow in the volume between the emitter and the receiver.

При неизмененных ώ_ο, S и разность фаз зависит лишь от скорости потока. Поэтому напряжение, пропорциональное этой разности фаз, на выходе фазометра 2 также зависит от скорости потока. Далее оно усиливается усилителем 3 и подается на электропривод 9 вентилятора. Таким образом, замыкается цепь обратной связи через вентилятор, число оборотов которого регулируется подаваемым на электропривод напряжением. Начальный выбор режима вращения вентилятора обеспечивается выбором коэффициента усиления усилителя 3. Режим слежения за скоростью потока обеспечивается обратно пропорциональной зависимостью ЛЧ' от скорости потока: увеличение скорости V_noT. ведет к уменьшению ДЧ , а значит, к уменьшению напряжения на выходе фазометра 2. При этом уменьшится напряжение на выходе усилителя 3, т.е. снизится число оборотов двигателя вентилятора 5 и скорость потока всасываемой пыли ^уменьшится.For unchanged ώ _ο , S and the phase difference depends only on the flow rate. Therefore, the voltage proportional to this phase difference at the output of the phasemeter 2 also depends on the flow rate. Further, it is amplified by amplifier 3 and fed to the electric drive 9 of the fan. Thus, the feedback loop closes through the fan, the speed of which is regulated by the voltage supplied to the electric drive. The initial choice of the fan rotation mode is ensured by the choice of amplifier gain 3. The tracking mode for the flow rate is provided by an inversely proportional dependence of LF 'on the flow rate: increase in speed V _noT . leads to a decrease in the PM, and therefore to a decrease in the voltage at the output of the phasemeter 2. In this case, the voltage at the output of the amplifier 3 decreases, i.e. the number of revolutions of the fan motor 5 will decrease and the intake dust flow rate ^ will decrease.

Уменьшение скорости V_noT вызовет увеличение л м> и соответствующего напряжения, что приведет к увеличению числа оборотов двигателя вентилятора и соответственно скорости пылевого потока.Reducing the speed V _noT will cause an increase in _lm > and the corresponding voltage, which will lead to an increase in the number of revolutions of the fan motor and, accordingly, the speed of the dust stream.

Claims

The invention relates to a measuring technique, is intended for measuring the concentration of particles in a dust-gas stream, and can be used in the construction, mining and other industries. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by providing a constant rate of pie-gas flow. is a block diagram of the device. The device comprises a generator 1, a phase meter 2, an amplifier 3, an air recovery chamber 4; fan 5, from the emitter 6 of the acoustic wave, sensor 7 of the concentration of the drink, receiver 8 of the acoustic wave, electric drive 9, the fan circuit 10 of the processing of sensor signals. The device works as follows. The dusty environment, the dust concentration of which must be measured, is sucked into the air intake chamber 4 by means of a fan 5, the speed of which is controlled by the actuator 9. The concentration of the dusty environment is recorded by the dust concentration sensor 7 and processed by signal processing in the electronic circuit 10. Generator 1 generates a signal. C, (uJ t + H), which is fed to the acoustic wave emitter 6, which excites the wave in the volume of the air intake chamber 4. At the other end of the camera, an acoustic wave receiver 8 is installed, a signal is generated at the j KOToporo output C Jqt + M,), where and and ,. - variable voltage, respectively, on the radiator and receiverJ U - voltage amplitude on the generator; H and H - the value of the phases of the alternating voltage on the radiator and receiver; uJ is the generator frequency. The outputs of the generator 1 and receiver 8 are connected to the inputs of the phase meter 2, the phase meter 2 generates a voltage proportional to the phase difference between the voltages and. and U-, -CH- 44 V. 6 sweat where S is the length of the air intake chamber; - the speed of sound in the environment; V is the velocity of the dust flow in the volume between the radiator and the receiver. With unchanged uj, S and V, the phase difference depends only on the flow velocity. Therefore, the voltage proportional to this phase difference at the output of phase meter 2 also depends on the flow velocity. Further, it is amplified by the amplifier 3 and supplied to the electric drive 9 of the fan. Thus, the feedback circuit is closed through the fan, whose rotational speed is regulated by the voltage applied to the electric drive. Initial selection of the fan rotation mode is provided by selecting the amplification factor of amplifier 3. The tracking mode for the flow velocity is inversely proportional to the dependence of the flow velocity: increase speed V. leads to a decrease in ACh, and therefore, to a decrease in voltage at the output of the phase meter

2. In this case, the voltage at the output of the amplifier 3 decreases, i.e. the number of revolutions of the engine of the fan 5 will decrease and the flow rate of the intake dust will decrease. decreasing V speed will increase & and the corresponding voltage, which will lead to an increase in the number of revolutions of the fan motor and, accordingly, the speed of the dust flow. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A device for determining dust concentration, comprising an air sampling chamber with a fan installed therein, connected to an electric drive and a dust concentration sensor connected to an information processing circuit, characterized in that in order to increase the measurement accuracy by ensuring a constant rate of pepegas flow , it is additionally equipped with a source and receiver of acoustic wave, installed in the air intake chamber along the direction of the dust and gas flow, generator, cat output cerned connected to a source of the acoustic wave and the first input of the phase meter, the second input of which is connected to a receiver of acoustic waves, and output through an amplifier coupled to the control input of the actuator.