Оптичний пиломір

Оптичний пиломір, що містить джерело світла, фотоприймач, оптичні елементи, порожнисті насадки з отворами для подавання захисного газу, який відрізняється тим, що кожна порожниста насадка виконана у вигляді зрізаного конуса, менша основа якого сполучена з оптичним елементом та дорівнює його діаметру, причому більшими основами насадки приєднані з протилежних боків до газоходу, до вжина насадки складає не менше трьох величин її середнього діаметра, а отвори для подавання захисного газу виконані у вигляді каналів, які розташовані тангенціально поздовжній осі насадки. Винахід, що заявляється, відноситься до пристроїв для вимірювання концентрації частинок аерозолю оптичним методом, стосується захисту оптичних елементів від запилення і може бути використаний в енергетиці, металургійній та інших галузях промисловості. Відомий оптичний пиломір НИИМ-2 [Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли. - Μ.: Химия, 1978. - С. 158.], до складу якого входить блок джерела світла, блок фотоприймача, а також розташовані в блоках оптичні елементи, захисні вікна та отвори для подавання захисного газу. До недоліків такого пиломіра можна віднести неможливість забезпечення спрямованого газового потоку для утворення аеродинамічного бар'єра, який би протидіяв запиленню захисних вікон і оптичних елементів, що, в свою чергу, знижує надійність роботи пиломіра в цілому. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за суттю та те хнічним результатом, який може бути отриманий при його використанні, є оптикоелектронний пристрій для вимірювання концентрації твердих частинок у димових газах [Патент Російської Федерації № 2133462, МПК6 G01N21/59, опубл. 20.07.1999], що містить джерело світла, два фотоприймачі, оптичні елементи, порожнисті насадки з отворами для подавання захисного газу. Крім того, до складу такого пристрою входять два логарифматори, захисні стекла, відбивач, два лінійних підсилювачі, диференціальний підсилювач і компаратор. Такий пристій виконує функцію вимірювання концентрації твердих частинок у димових газах, що відходять, проте складний в експлуатації, обслуговуванні та ремонті. В ньому також не забезпечується попередження запилення захисних вікон та оптичних елементів, а це впливає на точність вимірювання і, тим самим, знижує надійність роботи приладу. Крім того, внаслідок великої кількості конструктивних елементів такий пристрій характеризується високою собівартістю виготовлення та ненадійністю в роботі. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу створити новий оптичний пиломір, який, за рахунок виконання насадок особливої форми визначеної довжини та отворів для подавання захисного газу у вигляді каналів з тангенціальним розташуванням, дозволяє забезпечити захист оптичних елементів від запилення, підвищити (19) UA (11) 78913 (13) C2 (21) a200508193 (22) 22.08.2005 (24) 25.04.2007 (46) 25.04.2007, Бюл. № 5, 2007 р. (72) Труш Володимир Ілліч, Цацорін Віктор Іванович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР З ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ, ОБРОБКИ МЕТАЛІВ, ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ РЕСУРСІВ ДЛЯ МЕТАЛУРГІЇ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ "ЕНЕРГОСТАЛЬ" (УКРДНТЦ "ЕНЕРГОСТАЛЬ") (56) RU 2133462 C1, 20.07.1999 UA 15441 A, 30.06.1997 SU 1670543 A1, 15.08.1991 SU 1767394 A1, 07.10.1992 3 78913 надійність роботи, спростити експлуатацію та обслуговування, а також знизити собівартість виготовлення пиломіра. Поставлена задача вирішується тим, що в оптичному пиломірі, що містить джерело світла, фотоприймач, оптичні елементи, порожнисті насадки з отворами для подавання захисного газу, згідно з винаходом, кожна порожниста насадка виконана у вигляді зрізаного конуса, менша основа якого сполучена з оптичним елементом та дорівнює його діаметру, причому більшими основами насадки приєднані з протилежних боків до газоходу, довжина насадки складає не менше трьох величин її середнього діаметру, а отвори для подавання захисного газу виконані у вигляді каналів, які розташовані тангенціально поздовжній осі насадки. Виконання кожної порожнистої насадки у вигляді зрізаного конуса, менша основа якого сполучена з оптичним елементом та дорівнює його діаметру, причому більшими основами насадки приєднані з протилежних боків до газоходу, забезпечує мінімальну площу поперечного перерізу насадки поблизу оптичного елемента та, відповідно, максимальну швидкість обдування оптики за мінімальних витрат за хисного газу. Виконання кожної порожнистої насадки довжиною, що складає не менше трьох величин її середнього діаметру, забезпечує надійний захист оптичних елементів від пульсацій запиленого газу з газоходу. Виконання отворів для подавання захисного газу у вигляді каналів, що розташовані тангенціально поздовжній осі насадки, забезпечує рівномірний розподіл повітряного потоку за периметром насадки, утворення обертового аеродинамічного бар'єра, який руйнує локальні пульсації запиленого газу в осьовому спрямуванні насадки та запобігає їхньому проникненню на всю глибину насадки. Крім того, таке виконання дозволяє підвищити надійність роботи, спростити експлуатацію та обслуговування, а також знизити собівартість виготовлення пиломіра. З огляду на викладене вище і з ура хуванням розкритого причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю ознак винаходу, що заявляється, та технічним результатом, що отриманий за їх допомогою, можна стверджувати, що задача, поставлена в основу створення нового оптичного пиломіра, цілком вирішена, бо використання винаходу, за рахунок виконання насадок особливої форми визначеної довжини та отворів для подавання захисного газу у вигляді каналів з тангенціальним розташуванням, дозволяє забезпечити захист оптичних елементів від запилення, підвищити надійність роботи, спростити експлуатацію та обслу 4 говування, а також знизити собівартість виготовлення пиломіра. Суть винаходу, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на: - фіг.1 - схематичне зображення оптичного пиломіра; - фіг.2 - схема руху захисного газу в насадці; - фіг.3 - варіант виконання отворів для подавання захисного газу в порожнистій насадки з тонкостінного матеріалу. Оптичний пиломір містить джерело світла 1, колімуючий оптичний елемент 2, порожнисті насадки 3 з отворами 4 для подавання захисного газу, фокусуючий оптичний елемент 5, вимірювальний фотоприймач 6. Порожнисті насадки 3 виконані у вигляді зрізаного конуса, менша основа якого сполучена з оптичним елементом (колімуючим оптичним елементом 2, фокусуючим оптичним елементом 5) та дорівнює його діаметру, а більша - через фланець 7 з'єднана з отвором в газоході 8. Довжина l кожної порожнистої насадки 3 складає не менше трьох величин її середнього діаметру. Отвори 4 для подавання захисного газу в кожній насадці 3 виконані у вигляді каналів, які розташовані тангенціально подовжній осі насадки. Оптичний пиломір працює таким чином. Під час вимірювання запиленості газу колімуючим оптичним елементом 2 формується світловий потік джерела світла 1 та спрямовується в отвір газоходу 8. При цьому для захисту поверхні оптичних елементів від запилення в порожнисту насадку 3 через отвори 4 надходить захисний газ. Струмінь повітря, що тангенціально надходить в насадку 3, створює всередині насадки 3 обертовий газовий потік, який утворює перед оптичними елементами аеродинамічний бар'єр, що перешкоджає проникненню до оптичного елемента запиленого газу з газоходу 8. Обертання газового потоку забезпечує його однакову осьову складову швидкості руху по всьому периметру насадки 3 та руйнує п ульсації запиленого газу з газоходу, що підвищує надійність захисту оптики. Проходячи крізь газохід 8 з запиленим газом, частина світла від джерела світла 1 поглинається частинками пилу, при цьому фокусуючого оптичного елемента 5 та фотоприймача 6 досягає зменшений світловий потік. Такий зменшений світловий потік через фокусуючий оптичний елемент 5 спрямовується у фо топриймач 6, де здійснюється вимірювання зменшеного світлового потоку та формування електричного сигналу, який спрямовується до системи автоматики (на кресленнях не зображена) для формування кількісної оцінки рівня запиленості газу, який проходить газоходом. 5 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 78913 6 Підписне Тираж 26 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