SU1283629A1 - Оптический измеритель концентрации пыли - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и позвол ет повыс ить надежность работы и технологичность измерителей концентрации пыли. Дл  этого два свето- излучател  3 и 7, вход щие в измерительный и контрольный каналы, работают в инфракрасной области оптического спектра, в импульсном режиме и на разных частотах. Светоизлучат.ели оптически св заны с фотоприемником 13, расположенным в одном корпусе с ними, через сферические зеркала 8 и 9, рабочую камеру 10, светофильтр 11 и через сферическое зеркало 12 и светофильтр 11 соответственно. Синхронные детекторы 16 и 17 из усиленного напр жени  светоприемника выдел ют сигналы контрольного и измерительного каналов . Сигнал контрольного канала сравниваетс  с опорным сигналоь., а по величине их разности корректируетс  выходной сигнал измерительного канала . 2 мл. i (Л

Description

ю

00

со

О5

tc

;о

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может использоватьс  дл  измерени  и регистрации концентрации пыли, аэрозолей и дыма, которые опасны дл  здоровь  людей, взрывоопасны или привод т к нарушени м технологического процесса.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние надежности работы устройства.

На. фиг. 1 представлена блок-схема оптического измерител  концентрации пыли; на фиг. 2 - конструкци  излу- чательно-приёмной части устройства.

Устройство содержит генератор 1 .пр моугольных импульсов, соедин нньй через первый ключевой элемент 2 с первьт светоизлучателем 3 и через делитель 4 частоты, второй ключевой элемент 5 и потенциометр 6 - с вторы светоизлучателем 7. Первый светоиз- лучатель 3 через первое и второе сферические зеркала 8 и 1.9, рабочую ка- 10 и светофильтр 11, а второй светоизлучатель 7 через третье сферическое зеркало 12 и светофильтр 11 оптически св заны с фотоприемником 13,. Выход фотоприемника 13 через усилитель 14 переменного тока и управл емый делитель 15 соединен с входами первого и второго синхронных детекторов 16 и 17, которые соединены также с первым и вторым ключевым элементами 2 и 5 соответственно.Выход первого синхронного детектора 16 соединен с измерительным прибором 18 через интегратор 19, а выход вто- .рого синхронного детектора 17 через второй интегратор 20 подключен к входу дифференциального усилител  21, второй вход которого соединен с блоком 22 опорного напр жени , а выход- с управл емым делителем 15.

Светоизлучатели 3 и 7 работают в инфракрасной области спектра, а из- лучательные и приемные узлы устройства размещены в одном корпусе (фиг. 2).

Введение новых блоков и особенности конструкции излучательно-приемной части устройства позвол ет исключить электромеханические узлы. Вместо - них в устройстве примен ютс  электронные узлы, что позвол ет реализовать разделенные по частоте измерительный и контрольный каналы,использующие одни и те же элементы схемы, а путем сравнени  сигнала контрольного канала с опорным напр жением

5

0

5

0

5

0

5

0

5

скорректировать выходной сигнал измерительного канала и тем самым, исключить вли ние нестабильностей обпщх дл  обоих каналов элементов схемы на результат измерени .

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 пр моугольных импульсов генерирует импульсное напр жение со скважностью,равной двум. Это напр жение поддаетс  на первый ключевой элемент 2 и делитель 4 частоты, который делит основную час-тоту на дьа. Импульсы с выхода делител  4 частоты поступают на вход второго ключевого элемента 5. Скважность этих импульсов также равна двум.

Ключевые элементы 2 и 5 служат дл  питани  светоизлучателей 3 и 7 стабильными (или одинаково измен ющимис  от вли ни  внешних возмущающих факторов) импульсным напр жением . Потенциометр 6 обеспечивает регулировку уровн  светового потока свет оизлучател  7, что необходимо при настройке устройства.

Импульсный световой поток свето- излучател  3 с частотой f, с помощью сферических зеркал 8 и 9 направл етс  в рабочую камеру 10, отражаетс  от пыли и попадает на фотоприемник 13 через светофильтр 11, который пропускает тол1.ко оптичес- (кое излучение в узкой области инфракрасного спектра, в котором работают Светоизлучатели. Этим исключаетс  вли ние возможных фоновых засветок в другой области оптического спектра. Импульсный световой поток светойзлучател  7 с частотой fj с помощью сферического зеркала 12 через светофильтр 11 также попадает на фотоприемник 13. На его выходе по вл етс  импульсное напр жение, пропорциональное сумме входных све- - товых потоков. Это напр жение усиливаетс  усилителем 14 переменного тока с .высоким входным сопротивлением и через управл емый делитель 15 поступает на вход двух синхронных детекторов 16 и 17. На другие входы этих синхронных детекторов поступают синхронизирующие импульсы от ключевых элементов 2 и 5 соответственно.

Синхронный детектор 17 из выходного напр жени  управл емого делител  15 вьщел ет импульсное напр жение с частотой f2, пропорциональное

величине светового потока второго светоизлучател  7. Выходное напр жение интегратора 19, представл ющее собой вуходной сигнал контрольного канала, поступает на первый вход диф ференциального усилител  21, на второй вход которого.поступает опорное напр жение, близкое по величине к выходному. Усиленное напр жение их разности подаетс  на управл емый де- литель 15 и измен ет коэффициент его передачи. Дл  обеспечени  глубокой отрицательной обратной св зи блоков 15, 17, 20, 21 и 22 коэффициент усилени  дифференциального усилител  выбираетс  как можно большим (10 ...

... юЪ.: .

С выхода управл емого делител  напр жение подаетс  также на первый вход синхронного детектора 16, на другой вход которого поступают синхроимпульсы с частотой f . Синхронный детектор 16 из указанного напр жени  .вьщел ет импульсное напр жение частотой f, пропорциональное величине светового потока. Это напр жение подаетс  на интегратор 19, к выходу которого подключен измерительный прибор 18. Очевидно, что в.еличина выходного напр жени  интегратора 19, котора   вл етс  мерой определ емой концентрации пьши,корректируетс  и не зависит от неста- бильностей блоков 13 и 14, общих дл  измерительного и контрольного каналов .

Фо рмула изобретени 

Оптический измеритель концентрации пыли, содержащий оптически св занные между собой через рабочую

- .5 0 5 :

2836294 .

камеру светоизлучатель и фотоприем- соединенный через последова20

25

30

35

40

ник,

тельно включенные усилитель переменного тока и управл емый делитель с входами первого и второго синхронных детекторов, имеющих разные рабочие частоты, выход первого синхронного детектора соединен с измерительным прибором через первый интегратор, выход второго синхронного детектора через второй интегратор соединен с первым входом дифференциального усилител , второй вход которого соединен с блоком опорного напр жени ,а выход..- с управл емым делителем,о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности, он дополнительно содержит генератор пр - I моугольных импульсов, делитель частоты , первый и второй ключевые элементы , потенциометр, первое, второе и тр.етье сферические зеркала,второй светоизлучатель и светофильтр,причем генератор пр моугольных импульсов соединен с первым светоизлуча- телем через первый ключевой элемент и с вторым светоизлучателем через делитель частоты, второй ключевой элемент и потенциометр, первый и второй ключевые элементы соединены с первым и вторым синхронными детекторами соответственно, первый светоизлучатель оптически св зан с фотоприемником через первое и второе сферические зеркала, рабочую камеру и светофильтр, второй светоизлуча- тель оптически св зан с фотоприемником через третье сферическое зеркало и светофильтр, при этом светоиз- лучатели имеют длину волны излучени  в инфракрасной области спектра и размещены вместе с фотоприемником соосно в одном корпусе.

М

;

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Оптический измеритель концентрации пыли, содержащий оптически связанные между собой через рабочую

   4 .

   камеру светоизлучатель и фотоприемник, соединенный через последовательно включенные усилитель переменного тока и управляемый делитель с

   5 входами первого и второго синхронных детекторов, имеющих разные рабочие частоты, выход первого синхронного детектора соединен с измерительным прибором через первый интегратор,

   Ю выход второго синхронного детектора через второй интегратор соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с блоком опорного напряжения,а

   15 выход·. - с управляемым делителем, о тл и'ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он дополнительно содержит генератор пря, моугольных импульсов, делитель частоты, первый и второй ключевые элементы, потенциометр, первое, второе и третье сферические зеркала,второй светоизлучатель и светофильтр,причем генератор прямоугольных импуль^5 _сов соединен с первым светоизлучателем через первый ключевой элемент и с вторым светоизлучателем через делитель частоты, второй ключевой элемент и потенциометр, первый и

   30 второй ключевые элементы соединены с первым и вторым синхронными детекторами соответственно, первый светоизлучатель оптически связан с фотоприемником через первое и второе

   35 сферические зеркала, рабочую камеру и светофильтр, второй светоизлуча— тель оптически связан с фотоприемником через третье сферическое зеркало и светофильтр, при этом светоиз40 лучатели имеют длину волны излучения в инфракрасной области спектра и размещены вместе с фотоприемником соосно в одном корпусе.