UA66315A - Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern - Google Patents
Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern Download PDFInfo
- Publication number
- UA66315A UA66315A UA20031211200A UA20031211200A UA66315A UA 66315 A UA66315 A UA 66315A UA 20031211200 A UA20031211200 A UA 20031211200A UA 20031211200 A UA20031211200 A UA 20031211200A UA 66315 A UA66315 A UA 66315A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- scanning device
- installation
- analog
- unit
- digital converter
- Prior art date
Links
- 239000007921 spray Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до конструкцій для визначення розміру краплин та їх концентрації у факелі розпилу форсунки з використанням лазера та фотоприймача.The invention relates to structures for determining the size of droplets and their concentration in the spray nozzle nozzle using a laser and a photodetector.
Відомо, що частки різних речовин твердих і рідких (краплин), завислі у повітрі, розсіювають падаюче на них світло. По інтенсивності розсіяного світла можна визначити параметри цих часток. Існують два шляхи відповідних вимірювань: фіксувати світло, яке розсіяне окремими частками (лічильники часток) або вимірювати розсіювання світла одночасно багатьма частками. Другий метод за звичай використовується при досліджуванні аерозолів з високою концентрацією часток, наприклад, краплин при розпиленні рідин форсунками.It is known that particles of various solid and liquid substances (droplets) suspended in the air scatter the light falling on them. The parameters of these particles can be determined by the intensity of the scattered light. There are two ways of corresponding measurements: to record the light that is scattered by individual particles (particle counters) or to measure the scattering of light simultaneously by many particles. The second method is usually used when studying aerosols with a high concentration of particles, for example, droplets when spraying liquids with nozzles.
Реалізація другого метода більш доступна у зв'язку з розвитком лазерної техніки, приладів для вимірювання світлових потоків і комп'ютерів. Це дозволяє створити компактні швидкодіючі прилади, які здатні визначати характеристики пристроїв для розпилення рідин і твердих часток в умовах виробництва.Implementation of the second method is more accessible due to the development of laser technology, devices for measuring light fluxes and computers. This allows you to create compact, fast-acting devices that are able to determine the characteristics of devices for spraying liquids and solid particles in production conditions.
Найближчою до установки, що заявляється, є установка для визначення розміру краплин та їх концентрації у факелі розпилу форсунки фірми Маїмегп Іпзігитепів (див. Рапікеїдгоре іп зргауз - зргауїес ВТ5 5000, МаїметThe closest to the claimed installation is the installation for determining the size of the droplets and their concentration in the atomizing torch of the nozzle of the company Maimegp Ipzigitepiv (see Rapikeidgore ip zrhauz - zrgauies VT5 5000, Maimet
Мемув, Аиздаре 14, Маг, 1998).Memuv, Aizdare 14, Mag, 1998).
Відома установка містить оптичний квантовий генератор, набір фотоприймачів (від 10 до 20). Вихід кожного фотоприймача сполучений з входом аналого-дифрового перетворювача, а вихід аналого-цдифрового перетворювача сполучений з персональним комп'ютером.The known installation contains an optical quantum generator, a set of photodetectors (from 10 to 20). The output of each photoreceiver is connected to the input of the analog-to-digital converter, and the output of the analog-to-digital converter is connected to a personal computer.
Дана установка обрана прототипом.This installation is chosen as a prototype.
Прототип співпадає з винаходом, що заявляється, в наявності: - оптичного квантового генератора; - фотоприймача; - аналого-цифрового перетворювача; - персонального комп'ютера.The prototype coincides with the claimed invention, in the presence of: - an optical quantum generator; - photo receiver; - analog-digital converter; - a personal computer.
Крім того, прототип співпадає і за схемою сполучення окремих елементів установки: - вихід фотоприймача сполучений з входом аналого-дифрового перетворювача; - вихід аналого-цдифрового перетворювача сполучений з персональним комп'ютером.In addition, the prototype matches the scheme of connection of individual elements of the installation: - the output of the photoreceiver is connected to the input of the analog-to-digital converter; - the output of the analog-to-digital converter is connected to a personal computer.
Але, установка фірми Маїмегп Іпзігитепі5 не забезпечує достатню точність визначення розміру краплин та їх концентрацію у факелі розпилу форсунки. Це пов'язано з наявністю великої кількості фотоприймачів: відмінність у властивостях окремих фоточутливих елементів суттєво впливає на точність вимірювання.However, the Maimegp Ipzigitepi5 installation does not provide sufficient accuracy in determining the size of the droplets and their concentration in the spray nozzle nozzle. This is due to the presence of a large number of photodetectors: the difference in the properties of individual photosensitive elements significantly affects the accuracy of the measurement.
Крім того, установка фірми Маїмет Іпзігитепі5 має велику собівартість. Це пов'язано з тим, що кільцеві фоточутливі елементи, які використовуються у фотоприймачах, виготовляються за спеціальною технологією та індивідуальному заказу фірми. їх ціна дуже висока.In addition, the installation of Maimet Ipzigitepi5 has a high cost. This is due to the fact that the ring photosensitive elements used in photo receivers are manufactured according to a special technology and to the individual order of the company. their price is very high.
В основу винаходу поставлено задачу створити установку, в якій шляхом введення скануючого пристрою з блоком його управління та щілевої діафрагми, а також особого взаєморозташування введених елементів, забезпечити значне зменшення собівартості установки та підвищення точності визначення розміру краплин та їх концентрації у факелі розпилу форсунки.The invention is based on the task of creating an installation in which, by introducing a scanning device with its control unit and a slotted diaphragm, as well as a special arrangement of the introduced elements, to ensure a significant reduction in the cost of the installation and increase the accuracy of determining the size of the droplets and their concentration in the spray jet of the nozzle.
Поставлена задача вирішена в установці для визначення розміру краплин та їх концентрації у факелі розпилу форсунки, що містить оптичний квантовий генератор, фотоприймач, вихід якого сполучений з входом аналого- цифрового перетворювача, а вихід аналого-дифрового перетворювача сполучений з персональним комп'ютером тим, що, на відмінність від прототипу, вона додатково містить скануючий пристрій, блок управління скануючим пристроєм і щілеву діафрагму, при цьому скануючий пристрій розташований супроти оптичного квантового генератора і сполучений з блоком управління скануючим пристроєм, а щілева діафрагма розташована між скануючим пристроєм і фотоприймачем.The task is solved in the installation for determining the size of the droplets and their concentration in the spray nozzle of the nozzle, which contains an optical quantum generator, a photoreceiver, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter, and the output of the analog-to-digital converter is connected to a personal computer by , unlike the prototype, it additionally contains a scanning device, a scanning device control unit and a slit diaphragm, while the scanning device is located opposite the optical quantum generator and is connected to the scanning device control unit, and a slit diaphragm is located between the scanning device and the photoreceptor.
Новим у винаході, що заявляється, є наявність додаткових елементів і блока: - скануючий пристрій; - блок управління скануючим пристроєм; - щілева діафрагма.New in the claimed invention is the presence of additional elements and a block: - scanning device; - scanning device control unit; - slit diaphragm.
Крім того, новизна полягає у взаємному розташуванні нових елементів і блока.In addition, the novelty lies in the relative location of the new elements and the block.
Запропонована установка використовує так звану малокутову оптичну схему. В установці вимірюється розсіювання світла одночасно багатьма краплинами (частками) під малими кутами по відношенню до напрямку падаючого проміння світла. Як джерело світла може бути використованим лазерний діод червоного свічення потужністю 5-40мВт, довжиною хвилі б58нм.The proposed installation uses the so-called small-angle optical scheme. In the installation, light scattering is measured simultaneously by many droplets (particles) at small angles to the direction of the incident light beam. A red laser diode with a power of 5-40 mW and a wavelength of 58 nm can be used as a light source.
На відміну від прототипу в установці, що заявляється, використано тільки один фотоприймач, який реєструє розсіяне випромінювання, яке надсилає до нього скануючий пристрій. Це дозволило одержати безпосередньо цифрову інформацію про інтенсивність розсіяного світла в аналоговій формі. Для обробки її на персональному комп'ютері сигнал перетворюється аналого-дифровим перетворювачем в цифрову форму. Як джерело світла можна використати, наприклад, модуль лазерний півпровідниковий, виробництва тайванських фірм: довжина хвилі б58нм, потужність З9мВт, діаметр їсм, довжина 5см, маса 50г. Як фотоприймач можна використати, наприклад, півпровідниковий фотоприймач ФД-3, який реєструє розсіяне під різними малими кутами випромінювання: діаметр 4 см, маса 100Гг.Unlike the prototype in the proposed installation, only one photo receiver is used, which registers the scattered radiation sent to it by the scanning device. This made it possible to obtain directly digital information about the intensity of scattered light in analog form. To process it on a personal computer, the signal is converted into digital form by an analog-to-digital converter. As a light source, you can use, for example, a semiconductor laser module, manufactured by Taiwanese companies: wavelength b58nm, power 39mW, diameter 1cm, length 5cm, weight 50g. As a photodetector, you can use, for example, the FD-3 semiconductor photodetector, which registers radiation scattered at various small angles: diameter 4 cm, mass 100 Gg.
З наведеного випливає, що, як джерело випромінювання, так і фотоприймач мають досить малі габарити.It follows from the above that both the radiation source and the photoreceiver have rather small dimensions.
Крім того, один фотоприймач ФД-3 коштує суттєво менше ніж 10-20 фотоприймачів, які входять до складу установки фірми Маїмегп Іпзігитепів і які виготовляють за індивідуальним замовленням. Розміри установки: 300х100 мм. Разом з блоком живлення - без персонального комп'ютера вона має вагу -- 2кг.In addition, one photo receiver FD-3 costs significantly less than 10-20 photo receivers, which are included in the installation of Maimegp Ipzigitepiv firm and which are manufactured on an individual order. Installation dimensions: 300x100 mm. Together with the power supply unit - without a personal computer, it weighs 2 kg.
Потужність персонального комп'ютера залежить від типу вимірювань. Можна використати РОС 486. Алгоритми розрахунків залежать, в першу чергу, від розмірів краплин.The power of a personal computer depends on the type of measurements. You can use ROS 486. Calculation algorithms depend, first of all, on the size of the drops.
Якщо краплини мають розмір 225мкм, можна використати алгоритм, написаний в Маї! ар.If the droplets are 225μm in size, you can use the algorithm written in Maya! ar.
За допомогою даної установки можна визначити технічні характеристики форсунок для розпилення палив.With the help of this installation, it is possible to determine the technical characteristics of fuel atomizing nozzles.
Високоякісне розпилення палива визначає роботу відповідних двигунів. Окрім того, установка може бути використана для оптимізації роботи інших технічних пристроїв, наприклад, кондиціонери з вприскненням води, забарвлювальні системи, системи обприскування рослин тощо.High-quality fuel atomization determines the operation of the corresponding engines. In addition, the installation can be used to optimize the operation of other technical devices, for example, air conditioners with water injection, coloring systems, plant spraying systems, etc.
На кресленні-схемі (фіг.) зображена установка для визначення розміру краплин та їх концентрації у факелі розпилу форсунки.The schematic drawing (fig.) shows the installation for determining the size of the droplets and their concentration in the nozzle spray torch.
Установка містить оптичний квантовий генератор 1, супроти якого розташований скануючий пристрій 2 і який сполучений з блоком З управління скануючим пристроєм 2. Між скануючим пристроєм 2 і фотоприймачем 5 розташована щілева діафрагма 4. Вихід фотоприймача 5 сполучений з входом аналого-цифрового перетворювача 6, вихід якого сполучений з персональним комп'ютером 7.The installation contains an optical quantum generator 1, opposite to which a scanning device 2 is located and which is connected to the C unit for controlling the scanning device 2. A slit diaphragm 4 is located between the scanning device 2 and the photoreceiver 5. The output of the photoreceiver 5 is connected to the input of the analog-to-digital converter 6, the output of which connected to a personal computer 7.
Для ілюстрації роботи установки на кресленні-схемі зображена форсунка 8 і потік 9 рідини, яка розпилюється форсункою 8.To illustrate the operation of the installation, the diagram shows the nozzle 8 and the flow 9 of the liquid sprayed by the nozzle 8.
Установка працює таким чином.The installation works like this.
Лазерний промінь, який випромінює оптичний квантовий генератор 1, спрямовується на потік 9 рідини, яка розпилюється форсункою 8. При проходженні потоку 9 розпиленої рідини промінь оптичного квантового генератора 1 розсіюється на частках рідини. Кути розсіювання залежать від розмірів часток досліджуємої рідини.The laser beam emitted by the optical quantum generator 1 is directed to the flow 9 of the liquid that is sprayed by the nozzle 8. When the flow 9 of the sprayed liquid passes through, the beam of the optical quantum generator 1 is scattered on the particles of the liquid. Scattering angles depend on the particle size of the liquid under study.
Розсіяні під різними кутами проміні потрапляють на скануючий пристрій 2, який виконаний у вигляді відбивача, який коливається з частотою, що задається блоком З управління скануючим пристроєм 2. Відбиті проміні спрямовуються на щілеву діафрагму 4, яка вирізає промінь, розсіяний під певним кутом, і скеровує далі на фотоприймач 5, наприклад, ФД-3. Фотоприймач 5 реєструє інтенсивність розсіяного під певним кутом лазерного променя. Величина інтенсивності розсіювання пропорціональна концентрації часток рідини. Таким чином, на виході фотоприймача 5 утворюється аналоговий сигнал, який містить інформацію про розмір часток рідини та їх концентрації.The rays scattered at different angles fall on the scanning device 2, which is made in the form of a reflector that oscillates with a frequency set by the C unit for controlling the scanning device 2. The reflected rays are directed to the slit diaphragm 4, which cuts out the beam scattered at a certain angle and directs then to photo receiver 5, for example, FD-3. Photo receiver 5 registers the intensity of the laser beam scattered at a certain angle. The intensity of scattering is proportional to the concentration of liquid particles. Thus, an analog signal is formed at the output of the photodetector 5, which contains information about the size of the liquid particles and their concentration.
Перетворення аналогового сигналу в цифровий відбувається в аналого-дифровому перетворювачі 6, з виходу аналого-дифрового перетворювача 6 сигнал надходить на обробку до персонального комп'ютера 7. За допомогою спеціальної програми обробки цифрового сигналу інформація на екрані монітора персонального комп'ютера 7 представляється у такому виглядіThe conversion of an analog signal into a digital one takes place in the analog-to-digital converter 6, from the output of the analog-to-digital converter 6, the signal is sent to the personal computer 7 for processing. With the help of a special digital signal processing program, the information on the monitor of the personal computer 7 is presented in such a way in the form
А ММAnd MM
ІAND
' 1 1' 1 1
Ії 1 . ! п де: а - діаметр частки,Iii 1. ! p where: a - particle diameter,
АММ. відношення числа часток, які мають даний діаметр до загального числа часток.AMM. the ratio of the number of particles that have a given diameter to the total number of particles.
Заявлену установку використовували для вимірювання розподілу часток по їх діаметру в залежності від типу форсунки та тиску повітряного потоку. Установлено, що діапазон вимірюваємих розмірів часток від 10 до 100мкм, концентрація краплин: 100 10000 в 1см3. ту,The claimed installation was used to measure the distribution of particles by their diameter, depending on the type of nozzle and the pressure of the air flow. It was established that the range of measurable particle sizes is from 10 to 100 μm, the concentration of droplets: 100 10,000 in 1 cm3. the one
Я Ка я з на т т-- - --I Ka I z na t t-- - --
С ; | ! -Ш- г х. 5 йWITH ; | ! -Ш- g h. 5 th
Я---ї ! КБАЖ-I---y! KBAZ-
Фіг.Fig.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031211200A UA66315A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031211200A UA66315A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA66315A true UA66315A (en) | 2004-04-15 |
Family
ID=34512626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20031211200A UA66315A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA66315A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569926C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" | Determination of drop sizes in aerosol |
-
2003
- 2003-12-09 UA UA20031211200A patent/UA66315A/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569926C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" | Determination of drop sizes in aerosol |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bachalo et al. | Phase/Doppler spray analyzer for simultaneous measurements of drop size and velocity distributions | |
| US7106447B2 (en) | Molecular optical air data systems (MOADS) | |
| CN1216283C (en) | Laser light scattering dust concentration on line measuring method | |
| WO2019228407A1 (en) | Annular multi-point reflective photoelectric gas sensor probe | |
| US20040105095A1 (en) | Arrangement for the optical detection of a moving target flow for a pulsed energy beam pumped radiation | |
| RU2385461C2 (en) | Optical time-of-flight velocimetre | |
| CN201083677Y (en) | Aerosol granule optical detection system | |
| CN102033036A (en) | Light full-scattering type on-line granularity measurement device | |
| CN106990091A (en) | Frequency Locking V-type for gas Raman spectral detection signal enhancing strengthens chamber | |
| EP0350768A3 (en) | Particle size measuring instrument with direct scattered light detection | |
| JP2529966B2 (en) | Particle size measuring device | |
| CN107490563A (en) | A kind of measurement apparatus and method of monitoring instrument diaphragm laying dust | |
| CN1208613C (en) | Particle radius, concentration photosensor | |
| UA66315A (en) | Unit for determining dimension and content of drops in the injector spray pattern | |
| CN108801377A (en) | A kind of Optical devices for specialized fluids flow velocity and flow measurement | |
| Nasr et al. | A new fine spray, low flowrate, spill-return swirl atomizer | |
| Bachalo et al. | Analysis and testing of a new method for drop size measurement using laser scatter interferometry | |
| CN207816816U (en) | A kind of laser-correlation device realized multi-method and measured | |
| US7884939B2 (en) | Gas-measuring arrangement with an open optical measuring section | |
| CN206772766U (en) | A kind of laser particle size analyzer of band annular measuring cell | |
| Miles | Conditional velocity statistics and time-resolved flamelet statistics in premixed turbulent V-shaped flames | |
| EP0509045A1 (en) | Method and device for detection of particles in flowing media | |
| Ungut et al. | Simultaneous velocity and particle size measurement in two phase flows by Laser Anemometry | |
| HESS | A Technique Combining the Visibility of a Doppler Signal with the Peak Intensity of the Pedestal to Measure the Size and Velocity of Droplets in a Spray | |
| CN219369488U (en) | Novel dust measuring optical system |