Спосіб вимірювання димності

Реферат: UA 96540 U UA 96540 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель "Спосіб вимірювання димності" належить до оптичного аналітичного приладобудування і може бути використана 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, 2003 р. 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 багатоступінчастість 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 запропонованого винаходу 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 димоміра. Задачею корисної моделі є підвищення точності вимірювання за рахунок компенсації впливу коливань коефіцієнта перетворення димоміра. Для досягнення поставленої задачі в способі вимірювання димності, 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, вимірювання концентрації Х 1 димності дизельних двигунів відбувається в два такти, в першому такті вимірюється ослаблення світлового потоку при проходженні через метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення з фіксованим значенням рівня затемнення Х0 відпрацьованого газу при проходженні через вимірювальну камеру димоміра і фіксується результат вимірювання N1=K Х0, де K - коефіцієнт перетворення димоміра, далі проводять другий такт вимірювання, для цього на в камеру, де встановлений калібрувальний оптичний фільтр затемнення, направляють відпрацьований газ з вихлопної труби автомобіля з концентрацією димності Х 1, фіксується результат вимірювання N2=K(Х1+X0) - рівень ослаблення світлового потоку за рахунок сумарної дії концентрації Х 1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і калібрувального оптичного фільтра Х 0, далі визначають концентрацію Х1 димності по розрахунковій формулі: N  N1  X0 X1  2 N1 . На кресленні наведена функціональна схема димоміра, який реалізує заявлений спосіб, де 1 - вимірювальна камера димоміра, 2 - джерело випромінювання, 3 - калібрувальний оптичний фільтр затемнення, 4 - фотоприймач, 5 - обчислювальний пристрій, 6 - реєструючий пристрій, В - вентиль. Відпрацьований газ з вихлопної труби автомобіля з дизельним двигуном під дією педалі подач палива по газопроводу, з встановленим вентилем "В" надходить до вимірювальної камери 1 димоміра. В першому такті вимірювання відпрацьований газ з автомобіля в вимірювальні кюветі 1 не подається, вентиль "В" закритий, проводиться вимірювання поглинання світлового потоку калібрувальним оптичним фільтром 3, який встановлений в вимірювальній камері перпендикулярно світловому потоку. Світловий потік проходить від джерела 2 через метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення 3 з фіксованим значенням затемнення - Х0. На фотоприймачі 4 формується електричний сигнал N1=K Х0, пропорційний концентрації X0 калібрувального оптичного фільтра, де К коефіцієнт перетворення димоміра. Сигнал N1 надходить до обчислювального пристрою 5. 1 UA 96540 U 5 У другому такті вентиль В відкривається і в камеру, де встановлений калібрувальний оптичний фільтр затемнення 3, направляють відпрацьований газ з вихлопної труби автомобіля з концентрацією димності Х1. Фіксується результат вимірювання N2=K(Х1+X0) - рівень ослаблення світлового потоку від джерела випромінювання 2 за рахунок сумарної дії концентрації Х1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і калібрувального оптичного фільтра Х0. Сигнал N2 також надходить до обчислювального пристрою 5. В обчислювальному пристрої 5 вирішується система рівнянь:  N1  K X0  N2  K X1  X0  , відносно визначення концентрації димності Х1: N  N1  X0 X1  2 (1) N1 , 10 15 20 Результат обчислення концентрації димності Х 1 виводиться на реєструючий пристрій 6. При визначенні концентрації Х1 по формулі (1) відхилення коефіцієнта перетворення К димоміра від номінального значення, внаслідок дії довкілля, старіння джерела і фотоприймача, взаємно компенсується, якщо обидва такти провести з мінімальним розривом у часі. Запропонований спосіб забезпечує інваріантність (незалежність) вимірювання Х 1 від дестабілізуючих факторів. При вимірювання димності запропонованим способом відхилення коефіцієнта перетворення К 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. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб вимірювання димності, 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 Х1 димності дизельних двигунів відбувається в два такти, в першому такті вимірюється ослаблення світлового потоку при проходженні через метрологічно атестований калібрувальний оптичний фільтр затемнення з фіксованим значенням рівня затемнення Х0, фіксується результат вимірювання N1=К Х0, де К - коефіцієнт перетворення димоміра, далі проводять другий такт вимірювання, для цього на в камеру димоміра, де встановлений калібрувальний оптичний фільтр затемнення, направляють відпрацьований газ з вихлопної труби автомобіля з концентрацією димності Х 1, фіксується результат вимірювання N2=K(X1+X0) - рівень ослаблення світлового потоку за рахунок сумарної дії концентрації Х1 димності відпрацьованого газу дизельного двигуна і калібрувального оптичного фільтра Х0, далі визначають концентрацію Х1 димності по розрахунковій формулі. 2 UA 96540 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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