Пристрій для вимірювання оптичної густини відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згоряння

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к аппаратуре для определения оптической плотности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Известно устройство для измерения оптической плотности отработавших гадов двигателей внутреннего сгорания, содержащее источник света и фотоприемник, которые располагаются на закрытых защитными стеклами торцах измерительной камеры. У торцев измерительной камеры находятся также входные коллектора, а в середине камеры - выходной коллектор. В стенках измерительной камеры, в зонах входного и выходного коллекторов, выполнены равномерно расположенные радиальные отверстия для прохода анализируемого газа. Внутри камеры в концевых частях установлены направляющие насадки, выполненные в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к центру измерительной камеры. Этим обеспечивается отсос газов из камеры по защите оптики, что снижает засорение стекол. Недостатком данного устройства является то, что при неустановившихся режимах работы двигателя происходит попадание частичек сажи в насадок, а затем на защитные стекла. Из-за попадания анализируемого газа в насадки наблюдается неопределенность фотометрической базы, что снижает точность измерений. Техническим результатом при осуществлении изобретения является повышение точности измерений. Поставленный результат обеспечивается тем, что устройство содержит измерительную камеру с размещенными по ее торцам источником света и фотоприемником, патрубок подвода и патрубок отвода исследуемого газа, связанный с побудителем расхода, при этом измерительная камера переменного сечения снабжена установленными в ее торцах перед источником света и фотоприемником насадками в виде усеченных конусов и охватывающими ее выходными и входными коллекторами, первый из которых связан с патрубком отвода исследуемого газа и установлен в средней части камеры, выполненной с закрытыми торцами, а вторые - с патрубком подвода исследуемого газа и установлены по торцам измерительной камеры, при этом насадки обращены меньшими основаниями к центру камеры, а отверстия, соединяющие измерительную камеру с входными коллекторами, размещены на стенках измерительной камеры большего диаметра. Согласно изобретению в больших основаниях насадков выполнены перепускные каналы, совпадающие с отверстиями в стенках измерительной камеры для сообщения с атмосферой. При этом отношение суммарной проходной площади отверстий, соединяющих измерительную камеру с входными коллекторами, к суммарному проходному течению перепускных каналов в насадках и в стенках измерительной камеры равно 200. А отношение минимального проходного сечения насадков к суммарному проходному сечению перепускных каналов в насадках и в стенках измерительной камеры составляет 110. При этом перепускные каналы и отверстия равномерно расположены по периметру измерительной камеры. Перепускные каналы обеспечивают дозированный подсос атмосферного воздуха, что упорядочивает движение отработавших газов после насадка и вентилирует насадок, что стабилизирует длину фотометрической базы. Разбавление отработавших газов подсасываемым чистым воздухом учитывается при обработке сигнала фотодатчика в электронного блоке. Неизменность степени разбавления анализируемого газа воздухом обеспечивается поддержанием постоянной величины разряжения среды в измерительной камере. На фиг.1 представлена схема данного устройства; на фиг.2 - часть измерительной камеры с входным коллектором (увеличено). Устройство состоит из цилиндрической измерительной камеры 1 переменного сечения с закрытыми торцами, на которой размещены входные коллекторы 2, 3 для подвода и выходной коллектор 4 для отвода газа. В стенках измерительной камеры (в зонах входных и выходного коллектора) выполнены равномерно расположенные отверстия 5 и 6 для прохода анализируемого газа. Внутри измерительной камеры 1 (в концевых ее частях) установлены направляющие насадки 7, 8, выполненные в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к центру измерительной камеры 1. К торцам измерительной камеры 1 крепятся узлы осветителя 9 и фотоприемника 10 с размещенными в них источником света 11 и фотодатчиком 12, которые соединены с измерительным блоком 13. К выходному коллектору 4 присоединен побудитель расхода 14. Коллекторы 2 и 3 объединены общим патрубком 15 подвода исследуемого газа. Коллектор 4 связан с патрубком отвода исследуемого газа (не показан) через побудитель расхода 14. К измерительной камере 1 подключен вакуумметр 16. У больших оснований насадков 7, 8 и в стенках измерительной камеры 1 большего диаметра выполнены общие перепускные каналы 17, соединяющие объем измерительной камеры с атмосферой. Устройство работает следующим образом. При подключении побудителя расхода 14 через патрубок 15 подвода исследуемого газа в измерительную камеру 1 поступает атмосферный воздух, т.е. осуществляется ее продувка. При этом включается измерительный блок 13 и последовательно устанавливаются нулевое показание прибора (просвечивание чистого воздуха) и максимальное, равное 100% (при отключенном источнике света). После этого анализируемый газ по патрубку 15 подается во входные коллекторы 2, 3 и через радиальные отверстия 5 насадков 7, 8 поступает в измерительную камеру 1, подсасывая атмосферный воздух, поступающий через перепускные каналы 17. Затем происходит сужение потока газа и его встречное движение по участкам камеры постоянного сечения. В центре измерительной камеры 1 происходят смешение потоков и выход анализируемого газа через радиальные отверстия 5 в выходной коллектор 4, откуда он отсасывается побудителем расхода 14 и выбрасывается в атмосферу. С помощью вакуумметра 16 регистрируется величина разряжения анализируемого газа в измерительной камере 1 и поддерживается в процессе измерений неизменной путем регулирования производительности побудителя расхода 14. Обеспечение заданного разрежения в измерительной камере 1, наличие направляющих насадок 7 и 8, подсос атмосферного воздуха через перепускные каналы 17, создают организованное движение анализируемого газа от торцов измерительной камеры 1 к центру и предотвращают его проникновение в зоны установки оптических элементов. Световой поток, проходящий через столб анализируемого газа, ослабляется пропорционально его оптической плотности. Степень ослабления светового потока регистрируется фотодатчиком 12, сигнал которого преобразуется в измерительном блоке 13 с учетом разбавления газов подаваемым атмосферным воздухом. Сигнал индицируется показывающим прибором (не показан). Пример конкретного исполнения. Устройство для измерения оптической плотности содержит измерительную камеру, состоящую из двух труб с внутренними диаметрами 26 и 39мм. На части измерительной камеры с диаметром 39мм под каждым входным коллектором выполнено 8 отверстий диаметром 10мм с общим проходным сечением 12,56см. У большего основания насадка и в измерительной камере диаметром 39мм с каждого торца выполнено по 4 общих перепускных канала диаметром 1мм с общим проходным сечением 0,0628см. Минимальный диаметр одного насадка равен 21мм, что соответствует проходному сечению двух насадков равному 6,92см. Отношение суммарной проходной площади отверстий, соединяющих измерительную камеру с входным коллектором к суммарному проходному сечению общих перепускных каналов в насадках и в стенках измерительной камеры составляет 12,56 : 0,0628 = 200. Отношение минимального проходного сечения насадков к суммарному проходному сечению общих перепускных каналов в насадках и в стенках измерительной камеры равно 6,92 : 0,0628 = 110. В устройстве повышается точность измерения за счет защиты оптических поверхностей от загрязнения и большей определенности длины фотометрической базы.