Установка для визначення оптичної густини і середнього розміру частинок диму

Установка для визначення оптичної густини і середнього розміру частинок диму, що містить камеру вимірювання з кварцовим вікном, фотометричну систему, що включає джерело світла і фотоприймач, яка відрізняється тим, що вона додатково містить сполучені між собою генератор змінного струму, оптичний колектор із світлоподі 3 38561 Але прототип має суттєві недоліки. 1. За допомогою описаного пристрою можливо визначити тільки оптичну щільність диму для червоного світла. 2. Він не передбачає визначення розміру часток диму, чи оцінки їх розмірів. 3. Велика похибка у визначенні оптичної щільності при наявності освітлення сторонніми джерелами світла (спроба вимірювання задимлення коли відсутня суцільна темрява), таким чином потрібно робити вимірювання у суцільній темряві (в стаціонарних умовах). В основу корисної моделі поставлено задачу розробити установку для визначення оптичної густини та визначення частинок диму, в якій, шляхом введення нових вузлів і елементів, а також схеми сполучення нових і відомих вузлів і елементів, забезпечити можливість визначати оптичну щільність диму не тільки для червоного, але й для білого світла, проводити вимірювання при освітленні пристрою сторонніми джерелами світла, що заважають проводити вимірювання, а також визначати розміри часток диму, чи оцінювати їх розміри. Поставлена задача вирішена в установці для визначення густини і розміру часток диму, що містить камеру вимірювання з кварцовим вікном, фотометричну систему, що включає джерело світла і фотоприймач тим, що вона додатково містить сполучені між собою генератор змінного струму, оптичний колектор із світоподільниками, оптичний елемент, селективні підсилювачі, диференційні підсилювачі, опорні фотоприймачі, а також, принаймні, одне додаткове джерело світла і один додатковий фотоприймач, при цьому генератор змінного струму сполучений з входами джерел світла, ви ходи яких сполучені із світоподільниками оптичного колектора, які розміщені перед кварцовим вікном камери вимірювання, на протилежній стороні якої установлений оптичний елемент, за яким розміщені фотоприймачі, виходи яких сполучені з входами селективних підсилювачів, виходи яких сполучені з першими входами диференційних підсилювачів, другі входи яких сполучені з виходами опорних фотоприймачів, входи яких сполучені з виходами світлоподільників оптичного колектора, а виходи диференційних підсилювачів сполучені з входом обчислювального пристрою. Новим в установці, що заявляється, є наявність таких вузлів і елементів: - генератор змінного струму; - декілька джерел світла з різними довжинами хвиль; - оптичний колектор, що об'єдн ує промені всіх джерел світла і направляє по одному оптичному шляху; - оптичний елемент, що розподіляє різні промені з різними довжинами хвиль та пускає їх на різні фотоприймачі; - селективні підсилювачі, що виділяють вимірювані сигнали від стороннього освітлення; - опорні фотоприймачі, що вимірюють ступінь забруднення вікон камери для вимірювання; - диференційні підсилювачі, що виділяють різницю між опорним сигналом кожного каналу та сигналом селективного підсилювача того ж каналу. 4 Окрім того, новизна полягає в схемі сполучення вузлів і елементів установки. Установка для визначення густини і розміру частинок диму зображена на кресленні-схемі (Фіг.). Установка містить камеру вимірювання 1, з вікном 2 з кварцового скла. Установка також забезпечена фотометричною системою, що включає фотоприймачі 3, 4, установлені за камерою вимірювання 1 і джерела світла 5, 6, які живляться від генератора змінного струму 7. Джерела світла 5 і 6 мають різні довжини хвиль та різні фази змінного випромінювання і виконані у вигляді єдиного джерела світла, в якому їх промені за допомогою світлоподільників 8 і 9 та оптичного колектора 10 з'єднуються таким чином, що перша частина променів після світлоподільників 8 і 9 проходить по одному спільному оптичному шля ху, який перетинає кварцове вікно 2, камеру 1 з досліджуваним димом і потрапляє на оптичний елемент 11, який розділяє промені з різною довжиною хвиль. Промені після оптичного елемента 11 потрапляють на фотоприймачі 3 і 4, які сполучені із входами селективних підсилювачів 12, 13, ви ходи яких підключені до перших входів диференційних підсилювачів 14, 15. Другі входи диференційних підсилювачів 14, 15 підключені до опорних фотоприймачів 16, 17, які формують опорні сигнали від променів світла, що є другими частинами променів після світлоподільників 8 і 9. Ці промені проходять крізь кварцове вікно 2в камеру 1 із досліджуваним димом і потрапляють на опорні фотоприймачі 16, 17. Виходи диференційних підсилювачів 14, 15 сполучені з входом обчислювального пристрою 18, вихід якого сполучений з персональним комп'ютером 19. Установка працює наступним чином. Генератор 7 виробляє змінний електричний струм необхідної частоти і живить два або більше джерела світла 5, 6, що випромінюють промені світла з різними довжинами світлової хвилі, мають різні фази змінного випромінювання. Всі промені потрапляють до оптичного колектора 10, який пускає всі промені по одному оптичному шля ху, що проходить крізь шар повітря, що містить частки диму та аерозолю (досліджуваного середовища). Після проходження цього шару промені потрапляють до оптичного елементу 11, що роз'єднує промені різних довжин світлової хвилі по різним шляхам, кожний з яких веде до свого фотоприймача 3, 4. Фотоприймачі 3, 4 перетворюють оптичні сигнали в електричні. Електричні сигнали надходять до селективних підсилювачів 12, 13, що виділяють із сигналів ту частк у, що відповідає за коефіцієнт поглинання світла на своїй довжині хвилі. Після цього електричні сигнали кожного з каналів потрапляють на диференціальні підсилювачі 14, 15 кожного каналу, які виділяють різницю між опорним сигналом та сигналом селективного підсилювача 12, 13 того ж каналу. Опорні сигнали каналів диференціальних підсилювачів 14, 15 формуються опорними фотоприймачами 16, 17 від променів світла, які виділились після проходження світлоподільників 8, 9, пройшли крізь вікно 2, але не проходили через досліджуване середовище і потрапили на опорні фотоприймачі 16, 17. Таким чином автоматично враховується зміна забруднення ві 5 38561 кон, частками диму при тривалих процедурах вимірювань. З урахуванням опорних сигналів, на виходах ди ференціальних підсилювачів 14, 15 кожного каналу формуються електричні сигнали пропорційні коефіцієнтам поглинання світла на своїх довжинах хвиль. Сигнали з виходів диференціальних підсилювачів 14, 15 потрапляють на обчислювальний пристрій 18, або на персональний комп'ютер 19, які використовують різні алгори Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 6 тми обробки сигналів виділених і підсилених в селективних підсилювачах 12, 13 та диференційних підсилювачах 14, 15 підраховують коефіцієнт поглинання світла на різних довжинах хвиль, а також обчислюють коефіцієнт поглинання для білого світла і розміри чи оцінку розмірів частинок диму, що поглинає світло. Таким чином установка може використовува тися як в автономному режимі так і в комплекті з персональним комп'ютером. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601