Спосіб вимірювання димності дизельних двигунів

Реферат: UA 93835 U UA 93835 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель "Способ вимірювання димності дизельних двигунів" належить до оптичного аналітичного приладобудування і може бути використаний при виговленні димомірів для перевірки екологічних параметрів дизельних двигунів, а також для вимірювання оптичної щільності пилогазових потоків у різних технологічних процесах. Відомий спосіб вимірювання димності (Патент України № 60510А "Спосіб вимірювання димності відпрацьованих газів дизельних двигунів, 2003р. G01N 21/53), який передбачає відбір осаджування проби газу з автомобіля на спеціальний фільтр, а вимір димності проводять шляхом повного заміру ваги та визначення різниці ваги до початку осаджування і після. Основним недоліком є складність і багатоступінчатость проведення вимірювання, необхідність наявності високоточних терезів і фактично неможливість вимірювання димності в оперативному режиму. Відомий спосіб вимірювання димності (Патент России № 2366930 "Способ измерения дымности отработавших газов дизелей" G01N 21/59) який передбачає відеозйомку потоку відпрацьованих газів дизеля в районі зрізу випускної труби, отриману відеозапис розкладають на послідовний ряд окремих знімків. Основним недоліком є складність і затратність проведення вимірювання, значний час на обробку знімка, неможливість вимірювання димності в безпосередньому режимі. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі способу, що заявляється є спосіб вимірювання (А.с. СССР № 1721478 А1, G01N 21/53, "Способ измерения дымности газовых выбросов") який передбачає вимірювання димності двома протилежно направленим оптичними потоками випромінювання: потік зондування і потік компенсації. Недоліком відомого способу є інструментальна похибка вимірювання, яка виникає внаслідок старіння джерел випромінювання, тобто виникає залежність результату вимірювання від зміни коефіцієнта перетворення димоміру. Задачею корисною моделі є підвищення точності вимірювання за рахунок компенсації впливу коливань коефіцієнта перетворення димоміру. Для вирішення поставленої задачі в способі вимірювання димності дизельних двигунів, який полягає в подачі відпрацьованого газу з вихлопної труби автомобіля, при натисканні педалі керуванням подачі палива автомобіля в режимі вільного прискорення, до вимірювальної камери димоміру, де відбувається вимірювання ослаблення відпрацьованим газом світлового потоку від джерела випромінювання, ослаблений світловий потік фіксується фотоприймачем, підсилюється і реєструються вихідним приладом, вимірювання концентрації X1 димності дизельних двигунів відбувається в два такти, в першому такті вимірюється ослаблення світлового потоку відпрацьованого гачу при проходженні через вимірювальну камеру димоміру і фіксується результат вимірювання N1  K X1 , далі проводять другий такт вимірювання, для цього на оптичному шляху світло потоку від джерела випромінювання встановлюють метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення з фіксованим значенням рівня затемнення Xo , вимірюють N2  К( X1  Xo ) - рівень ослаблення за рахунок сумарної 40 45 50 55 дії концентрації X1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і калібрувального оптичного фільтра Xo , далі визначають концентрацію X1 димності дизельного двигуна по розрахунковій формулі: N N X1  1 0 N2  N1 . На кресленні наведена функціональна схема димоміру, який реалізує заявлений спосіб, а саме 1- вимірювальна камера димоміру; 2- джерело випромінювання; 3- фотоприймач; 4обчислювальний пристрій; 5- реєструючий пристрій; 6- калібрувальний оптичний фільтр затемнення. Відпрацьований газ з вихлопної труби автомобіля з дизельним двигуном під дією педалі подач палива надходить до вимірювальної камери 1 димоміру. В першому такті вимірювання на відпрацьований газ в вимірювальній кюветі 1 направлений потік випромінювання світла від джерела світла 2. Світловий потік проходить від джерела 2 через відпрацьований газ, залежно від концентрації димності X1 в відпрацьованому газі на фотоприймач (ФП) 4 надходить ослаблений світловий потік. На фотоприймачі 4 формується електричний сигнал, пропорційний концентрації X1 димності N1  K X1 , де K коефіцієнт перетворення димоміру. Сигнал N1 надходить до обчислювального пристрою 5 і фіксується реєстратором 6. 1 UA 93835 U У другому такті вимірювання на шляху світлового потоку від джерела 2 додатково встановлюють метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення 3 фіксованим значенням затемнення Xo , вимірюють N2  К( X1  Xo ) . X1  Xo рівень ослаблення за рахунок сумарної дії в концентрації X1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і 5 оптичного фільтра 3. Сигнал N2 також надходить до обчислювального пристрою 5. В обчислювальному пристрої 5 вирішується система рівнянь N1  K X1  N2  К( X  X o ) 10 15 відносно визначення концентрації димності X1 : N N X1  1 0 . N2  N1 При визначенні концентрації X1 по формулі (1) відхилення коефіцієнта перетворення K взаємно компенсується, якщо обидва такти провести з мінімальним розривом у часі. Запропонований спосіб забезпечує інваріантність (незалежність) вимірювання X1 від дестабілізуючих факторів. При вимірюванні димності запропонованим способом відхилення коефіцієнта перетворення K від номінального значення не приводять до похибки вимірювання. При цьому зміни коефіцієнта перетворення димоміра внаслідок старіння джерела випромінювання інших дестабілізуючих чинників: температура, тиск, компенсуються за рахунок використання калібрувального оптичного фільтра і алгоритму обробки результат вимірювання у двох тактах, підвищується точність, зменшується похибка вимірювання. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб вимірювання димності дизельних двигунів, який полягає в подачі відпрацьованого газу з вихлопної труби автомобіля, при натисканні педалі керуванням подачі палива автомобіля в режимі вільного прискорення, до вимірювальної камери димоміра, де відбувається вимірювання ослаблення відпрацьованим газом світлового потоку від джерела випромінювання, ослаблений світловий потік фіксується фотоприймачем, підсилюється і реєструються вихідним приладом, який відрізняється тим, що вимірювання концентрації X1 димності дизельних двигунів відбувається в два такти, в першому такті вимірюється ослаблення світлового потоку відпрацьованого газу при проходженні через вимірювальну камеру димоміру і фіксується результат вимірювання N1  K X1 , далі проводять другий такт вимірювання, для цього на оптичному шляху світлового потоку від джерела випромінювання встановлюють метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення з фіксованим значенням рівня затемнення Xo , вимірюють N2  К( X1  Xo ) - рівень ослаблення за рахунок сумарної дії концентрації X1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і калібрувального оптичного фільтра Xo , далі визначають концентрацію X1 димності дизельного двигуна по розрахунковій формулі: X1  N1  N0 . N2  N1 2 UA 93835 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3