SU817537A1 - Устройство дл измерени запыленностигАзОВ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПЬШЕННОСТИ ГАЗОВ ролируемого узла, например воздушного компрессора или впускной системы двигател  J.. Однако «при расположении ленты вдоль контролируемого потока воздуха требуетс  организаци  длинного канала со специальным отбором газа, каждый объем которого находитс  в канале достаточно долго дл  того, чтобы больша  часть частиц успела отложитьс  на ленте при продольной траектори потока. При этом-кокс, содержащийс  воздухе, практически не будет откладыватьс  на ленте. При расположении ленты в проточной части воздушной си темы перпендикул рно потоку (дл  обе печени  максимально возможной массы отложений частиц пыли -или кокса), равнодействук ца  динамического давлени  потока на лёнлу измен ет среднее значение ее нат жени  и, следователь но, ее резонансную частоту. Причем даже малые значени  равнодействующей динамического давлени  привод т к существенному изменению нат жени  благодар  тому, что угол между равнодействук цей и силой нат жени  ленты близок к 90°. Таким образом, резо нансна  частота колеблющейс  ленты определ етс  не только массой отложений частиц на ленте, но в значительной степени скоростью газового потока, завис щей от режима работы двигател , что , в свою очередь отрицательно сказываетс  на достоверности результатов измерений. Кроме того, при использовании уст ройства в качестве датчика закоксованности , отложение кокса на ленте снижает ее гибкость и, как следствие эксплуатационную надежность устройства . Конструкци  известного устройства сложна и нетехнологична, его трудно выполнить вибростойким и мало габаритнььм, что необходимо дл  использовани  его на двигателе внутрен него сгорани . Цель изобретени  - повышение точности измерений и надежности, работы. Поставленна  цель достигаетс  тем что известное устройство дл  измерени  запыленности газов, содержащее чувствительный элемент, расположенный на пути газового потдака, возбудитель колебаний,датчик перемещени  чувствительного элемента и измерительный узел, дополнительно содержит фазовращатель, электромагнит и усили тель, чувствительный элемент выполнен S виде стальной пластины, укрепленной на плоской пружине,, при этом возбудитель колебаний совмещен с дат чиком перемещени , который подключен ко входу фазовращател , св занного своим выходом через усилитель с элек ромагнитом, причем последний и датчи . перемещени  расположены за пластиной по ходу газового потока. Выполнение чувствительного элемен .та в виде пластины, сопр женной с плоской пружиной позвол ет устанавливать его непосредственно в проточной части воздушной системы двигател  внутреннего сгорани  перпендикул рно направлению воздушного потока, а также использовать устройство в качестве датчика закоксованности воздушного тракта. Это стало возможным потому , что посто нна  составл юща  силы, изгибающей плоскую пружину, не вли ет на ее резонансную частоту и поэтому не ухудшает точности измерени  сло  отложени , так как частицы кокса удерживаютс  на пластине. Резонансна  частота пластины не зависит от скорости потока газа, т.е. от режима работы двигател , а определ етс  только весом частиц. В то же врем  на noBepxHCjTb плоской пружины, испытывающей действие изгибногб момента , кокс не попадает, не измен ет ее гибкости и, таким образом, обеспечиваетс  достаточно высока  эксплуатационна  надежность устройства . Данное схемное решение возбудител  колебаний и измерительного узла в их взаимосв зи обеспечивает высокую чувствительность и помехоустойчивость измерений. На чертеже схематически изображено устройство дл  измерени  запыленное- . ти газов. Устройство содержит чувствительный элемент, который представл ет собой стальную пластину 1, выполненную заодно с плоской пружиной 2, датчик 3 перемещени , электромагнит 4 и измерительный узел. Чувствительный элемент укреплен в корпусе 5 устройства так, что пружина 2 закрыта щитком 6. Датчик 3 перемещени  и электромагнит 4 расположены в непосредственной близости от пластины 1 со стороны ее нерабочей поверхности. Датчик 3 выполнен токовихревым и  вл етс  одновременно возбудителем колеба-. НИИ. Его обмотка подключена ко входу измерительного узла, в частности к цифровому частотомеру 7 и фазовращателю 8. Последний через усилитель 9 св зан с электромагнитом 4. Устройство работает следующим образом . Чувствительный элемент с датчиком 3 перемещени  и электромагнитом 4 размещаетс  на пути прохождени  газового потока, содержащего част ин пыли (или кокса), в воздушном тракте двигател  внутреннего сгорани  так, что стальна  пластина 1 расположена перпендикул рно этому потоку и открыта дл  него, а пружина 2 защищаетс  от него щитками 6. Пластина 1 и корпус 5 устройства предохран ют датчик 3 и электромагнит 4 от попадани  на них пыли и кокса. Флуктуации воздушного потока, вибрации и

другие возмущени  возбуждают в пластине 1 колебани , которые передаютс  пружине 2. Эти колебани  фиксируютс  датчиком 3 перемещени , в обмотке которого по вл етс  электрический сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний пластины 1, который используетс  дл  дальнейшего возбуждени  колебаний последней. Фазовращатель 8 сдвигает этот сигнал по фазе, после чего он усиливаетс  усилителем 9 и 1 Ьступает на обмотку электро магнита 4, по которой начинает протекать ток, пропорциональный величине напр жени  датчика 3 и, таким образом , колебани  пластины 1 усиливаютс . Сдвиг фазы тока в обмотке элек ромагнита 4 относительно напр жени  датчика 3 подбираетс  таким, что замкнута  цепочка , пластина 1 - датчик 3 - фазовращатель 8 - усилитель 9 - электромагнит 4 - пластина 1 обраэует контур с положительнай обратной св зью. Коэффициент усилени  разомкнутой системы подбираетс  таким, чтобы- .

К К,- 1 , где К - коэффициент преобразовани  датчика перемещени (мм/в);

К2 - коэффициент преобразовани  фазовращател  и усилител  (В/мА);

К - коэффициент преобразовани  электромагнита (мА/гс);

К - статическа  жесткость плоской пружины (ГС/ММ),

Это неравенство  вл етс  обычным условием самовозбуждени  при коэффиценте обратной св зи равном единице. При этом в замкнутой системе будут посто нно поддерживатьс  незатухающие колебани , частота которых равна резонансной частоте пластины 1 на пружине 2.

Эта частота измер етс  цифровым частотомером 7. По мере отложени  на пластине 1 кокса или сло  пылевых частиц масса пластины оэрастает и резонансна  частота колебательной систекш пластина-пружина уменьшаетс  Изменение этой резонансной частоты, фиксируетс  частотомером 7 установка которого выбираетс  равной частоде колебаний пластины 1 в начале работы , при отсутствии ее запыленности . Относительное отклонение частоты колебаний пластины 1 пропорционально удвоенному отношению массы отложений

к массе пластины 1. Зна  сечение пластины 1, ее массу и скорость потока , по измеренному результату можно подсчитать запыленность воздуха либо степень его загр зненности продуктами .сгорани .

Предлагаемое устройство позвол ет значительно повысить достоверность результатов измерений и имеет большую эксплуатационную надежность. Это устройство можно использовать дл  контрол  тех переходных режимов работы двигател  внутреннего сгорани , в которых нарушаютс  режимы воздухоочистки и дл  оценки конструктивных меропри тий , направленных на устранение этих нарушений, что приведет к увеличению срока службы и повышению эксплуатационной надежности двигателей. Кроме того, устройство может быть использовано в качестве датчика-свидетел  при определении степени закоксованности воздушного тракта двигател  вместо периодической разборки и осмотра узлов воздушной системы.

Claims (2)

1.Патент США 3561253, кл. 73-28, опублик. 1977.

2.За вка Франции № 2243432,

кл. G 01 N 15/00, опублик. 1975(прототип ) ..