PL171775B1 - Układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach - Google Patents

Abstract

Układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spaliPD nach, posiadający tor pomiarowy zawierający nadajnik promieniowania świetlnego w postaci diody elektroluminescencyjnej z obiektywem, odbiornik promieniowania świetlnego w postaci fototranzystora z obiektywem usytuowany naprzeciw nadajnika promieniowania świetlnego oraz zespół przetwarzania danych z rejestratorem wyników pomiarów, znamienny tym, ze ma tor stabilizacyjny (B) zawierający nadajnik (6) promieniowania świetlnego połączony z nadajnikiem (1) promieniowania świetlnego toru pomiarowego (A), odbiornik (7) promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika (6) i wzmacniacz (8) oraz generator sinusoidalny (9), z układem stabilizacji amplitudy, którego wejście połączonejest z wyjściem wzmacniacza (8), przetwornik (10) napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyjściem generatora sinusoidalnego (9), a wyjście z wejściem nadajnika (6) promieniowania świetlnego toru stabilizacyjnego (B) dla zasilanianadajników (1,6) promieniowania świetlnego i filtr pasmowo-przepustowy (11), którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza-separatora (5) toru pomiarowego (A), a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego (12) AC/DC,którego wyjście połączonejest zwejściem zespołu (13) przetwarzania danych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach, zwłaszcza w spalinach pojazdów mechanicznych.

Znany j est na przykład z polskiego opisu patentowego nr 126 859 dymomierz zawieraj ący podstawę, do której zamocowane są współosiowo, dwie tuleje. W jednej tulei usytuowany jest nadajnik w postaci diody elektroluminescencyjnej, obiektyw oraz fototranzystor kontrolny. Druga tuleja zawiera nadajnik w postaci fototranzystora oraz obiektyw skupiający. Nadajnik, fototranzystor kontrolny i odbiornik połączone są za pomocą przewodów ze wskaźnikiem elektrycznym. W obudowie wskaźnika elektrycznego umieszczony jest generator impulsów, wzmacniacz mocy i układ sprzęzenia zwrotnego, oddziaływujące na nadajnik i fototranzystor kontrolny. W obudowie wskaźnika elektrycznego usytuowany jest także wzmacniacz i detektor amplitudy, którego wyjście połączone jest ze wskaźnikiem, zasilanym dodatkowo za pomocą regulowanego źródła napięcia stałego.

Celem wynalazku jest opracowanie układu dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach, który umożliwia ograniczenie czynności zerowania i pomiar bez konieczności kalibracji.

Istota wynalazku polega na tym, że układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach ma tor stabilizujący, zawierający nadajnik promieniowania świetlnego, połączony z nadajnikiem promieniowania świetlnego toru pomiarowego, odbiornik promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika promieniowania świetlnego i wzmacniacz. Układ dymomierza zawiera także generator sinusoidalny z układem stabilizacji amplitudy, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza, przetwornik napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyj ściem generatora sinusoidalnego a wyjście z wej ściem nadajnika promieniowania świetlnego toru stabilizującego dla zasilania nadajników promieniowania świetlnego oraz filtr pasmowoprzepustowy, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza -separatora toru pomiarowego a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego AC/DC. Wyjście przetwornika precyzyjnego AC/DC połączone jest z wejściem zespołu przetwarzania danych.

Istota wynalazku według drugiej odmiany polega na tym, że układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach ma tor stabilizujący zawierający nadajnik promieniowania świetlnego, odbiornik promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika promieniowania świetlnego i wzmacniacz. Układ dymomierza zawiera również generator sinusoidalny z układem stabilizacji amplitudy, którego wejście połączone jestz wyjściem wzmacniacza toru stabilizującego, przetwornik napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyjściem generatora sinusoidalnego, a wyjście z wejściem nadajnika promieniowania świetlnego toru stabilizującego i wejściem nadajnika promieniowania świetlnego toru pomiarowego dla zasilania nadajników promieniowania świetlnego oraz filtr pasmowo-przepustowy, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza-separatora toru pomiarowego, a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego AC/DC. Wyjście przetwornika precyzyjnego AC/DC połączone jest z wejściem zespołu przetwarzania danych.

Korzystne jest, gdy filtr pasmowo-przepustowy ma częstotliwość środkową równą częstotliwości generatora sinusoidalnego.

Korzystne jest, gdy nadajnik i odbiornik promieniowania świetlnego toru stabilizującego są identyczne jak nadajnik i odbiornik promieniowania świetlnego toru pomiarowego.

Korzystne jest, gdy nadajnik i odbiornik promieniowania świetlnego toru stabilizującego usytuowane są w zamkniętej osłonie.

Korzystne jest, gdy nadajnik promieniowania świetlnego toru stabilizującego połączony jest z odbiornikiem promieniowania świetlnego za pomocą światłowodu.

Korzystne jest, gdy układ dymomierza ma rezystory usytuowane między nadajnikami promieniowania świetlnego a przetwornikiem napięcie/prąd, określające rozpływ prądu na nadajniki promieniowania świetlnego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach, a fig. 2 schemat innego i rozwiązania układu dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach.

Przedstawiony na fig. 1 układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach według wynalazku zawiera tor pomiarowy A oraz identyczny tor stabilizujący B.

171 775

Tor pomiarowy A zawiera nadajnik 1 promieniowania świetlnego, obiektyw 2, formujący promieniowanie świetlne emitowane przez nadajnik 1, w wiązkę prawie równoległą, odbiornik 3 promieniowania świetlnego i obiektyw skupiający 4 usytuowane naprzeciw nadajnika 1 i obiektywu 2 oraz wzmacniacz - separator 5.

Nadajnik 1 promieniowania świetlnego stanowi dioda elektroluminescencyjna.

Odbiornik 3 promieniowania świetlnego stanowi fototranzystor z wyprowadzoną bazą, pracujący w układzie wtórnika emiterowego. Baza fototranzystora spolaryzowanajest napięciem stałym w celu przesunięcia zakresu jego pracy w przedział charakterystyki zbliżonej do liniowej. Odbiornik 3 promieniowania świetlnego połączony jest z wzmacniaczem-separatorem 5.

Tor stabilizujący B zawiera nadajnik 6 promieniowania świetlnego, odbiornik 7 promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika 6 oraz wzmacniacz 8.

Nadajnik 6 promieniowania świetlnego i odbiornik 7 promieniowania świetlnego są odizolowane od oświetlenia otoczenia. Może to być zrealizowane przez umieszczenie nadajnika 6 i odbiornika 7 promieniowania świetlnego w zamkniętej osłonie albo przez połączenie nadajnika 6 i odbiornika 7 promieniowania świetlnego za pomocą światłowodu.

Nadajnik 6 promieniowania świetlnego toru stabilizującego B połączony jest z nadajnikiem 1 promieniowania świetlnego toru pomiarowego A. Oba nadajniki 1, 6 zasilane są napięciem sinusoidalnym nałożonym na napięcie stałe z tego samego źródła zasilania.

Korzystnie nadajnik 6 i odbiornik 7 promieniowania świetlnego toru stabilizującego B są identyczne jak nadajnik 1 i odbiornik 3 promieniowania świetlnego toru pomiarowego A.

Korzystnie, nadajnik 1 i odbiornik 3 promieniowania świetlnego toru pomiarowego A oraz nadajnik 6 i odbiornik 7 promieniowania świetlnego toru stabilizującego B usytuowane są w obudowie dymomierza tak, że pracują w jednakowej temperaturze.

Układ dymomierza według wynalazku zawiera także generator sinusoidalny 9, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza 8 toru stabilizującego B, przetwornik 10 napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyjściem generatora sinusoidalnego 9, a wyjście z nadajnikiem 6 promieniowania świetlnego toru stabilizującego B dla zasilania nadajników (1,6) promieniowania świetlnego, filtr pasmowo-przepustowy 11, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza-separatora 5, a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego 12 AC/DC. Filtr pasmowo-przepustowy 11 ma częstotliwość środkowąrównączęstotliwości generatora sinusoidalnego 9. Przetwornik precyzyjny 12 AC/DC połączony jest z zespołem 13 przetwarzania danych, który może stanowić analogowy układ przetwarzania danych, przetwornik analogowo-cyfrowy lub mikroprocesorowy układ przetwarzania danych z przetwornikiem analogowo-cyfrowym.

Zespół 13 przetwarzania danych może być połączony ze wskaźnikiem analogowym, z wyświetlaczem cyfrowym lub drukarką.

Na fig. 2 przedstawiono inny przykład wykonania układu do pomiaru ilości dymu W spalinach. Różnica w stosunku do układu dymomierza przedstawionego na fig. 1 polega na tym, że w rozwiązaniu przedstawionym na fig. 2 wyjście przetwornika 10 napięcie/prąd połączone jest z wejściem nadajnika 6 promieniowania świetlnego toru stabilizującego B oraz wejściem nadajnika 1 promieniowania świetlnego toru pomiarowego A, a ponadto między przetwornikiem 10 napięcie/prąd a nadajnikiem 1 i nadajnikiem 6 promieniowania świetlnego usytuowane są rezystory R1 i R2. Odpowiedni dobór rezystancji rezystorów R1 i R2, umożliwia właściwy rozpływ prądu do nadajników 1, 6 promieniowania świetlnego.

Po podłączeniu dymomierza do źródła zasilania, na wyjściu przetwornika precyzyjnego 12 AC/DC utrzymuje się stałe napięcie wynoszące 1 - 5V. Napięcie to zależy ściśle od amplitudy sygnału emitowanego przez nadajnik 1 promieniowania świetlnego toru pomiarowego A oraz badanego dymu. Przy pełnej przezroczystości (brak dymu w przestrzeni C) napięcie na wyjściu przetwornika precyzyjnego 12 AC/DC ma wartość maksymalną. Natomiast przy całkowitej nieprzezroczystości (przysłonięcie przestrzeni C między nadajnikiem 1 a odbiornikiem 3) napięcie ma wartość minimalną.

Układ stabilizuje się przez regulację amplitudy generatora sinusoidalnego 9. Dokonuje się tego przez podanie napięcia, odpowiadającego sygnałowi z wyjścia wzmacniacza 8, na bramkę

171 775 tranzystora polowego, złączowego, którego rezystancja dren-źródło jest włączona w obwód sprzężenia zwrotnego generatora sinusoidalnego 9. W ten sposób pętla sprzężenia zwrotnego regulującego amplitudę generatora sinusoidalnego 9 obejmuje nadajnik 6 i odbiornik 7 oial\ś 1 νΠΜπροπΛ TQ pivuuvmvVV(uud bVuvuuvgu u ją oiąielii^ąj^Vv£U .Lr,

Podczas przepływu spalin w przestrzeni C, między obiektywem 2 nadajnika 1 promieniowania świetlnego i obiektywem 4 odbiornika 3 następuje pochłanianie promieniowania świetlnego przez dym, co powoduje zmianę sygnału podawanego na wejście wzmacniacza-separatora 5. Zmienny sygnał z wzmacniacza-separatora 5 podawany na filtr pasmowo-przepustowy 11 i przetwornik precyzyjny 12 AC/DC, a następnie do zespołu 13 przetwarzania danych, określa mierzoną ilość dymu w spalinach.

FIG.2

171 775

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach, posiadający tor pomiarowy zawierający nadajnik promieniowania świetlnego w postaci diody elektroluminescencyjnej z obiektywem, odbiornik promieniowania świetlnego w postaci fototranzystora z obiektywem usytuowany naprzeciw nadajnika promieniowania świetlnego oraz zespół przetwarzania danych z rejestratorem wyników pomiarów, znamienny tym, że ma tor stabilizacyjny (B) zawierający nadajnik (6) promieniowania świetlnego połączony z nadajnikiem (1) promieniowania świetlnego toru pomiarowego (A), odbiornik (7) promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika (6) i wzmacniacz (8) oraz generator sinusoidalny (9), z układem stabilizacji amplitudy, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza (8), przetwornik (10) napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyjściem generatora sinusoidalnego (9), a wyjście z wejściem nadajnika (6) promieniowania świetlnego toru stabilizacyjnego (B) dla zasilania nadajników (1,6) promieniowania świetlnego i filtr pasmowo-przepustowy (11), którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza-separatora (5) toru pomiarowego (A), a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego (12) AC/DC, którego wyjście połączone jest z wejściem zespołu (13) przetwarzania danych.
2. 2. Układ dymomierza do pomiaru ilości dymu w spalinach, posiadający tor pomiarowy zawierający nadajnik promieniowania świetlnego w postaci diody elektroluminescencyjnej z obiektywem, odbiornik promieniowania świetlnego w postaci fototranzystora z obiektywem usytuowany naprzeciw nadajnika promieniowania świetlnego oraz zespół przetwarzania danych z rejestratorem wyników pomiarów, znamienny tym, że ma tor stabilizacyjny (B) zawierający nadajnik (6) promieniowania świetlnego, odbiornik (7) promieniowania świetlnego usytuowany naprzeciw nadajnika (6) i wzmacniacz (8) oraz generator sinusoidalny (9) z układem stabilizacji amplitudy, którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza (8) toru stabilizacyjnego (B), przetwornik (10) napięcie/prąd, którego wejście połączone jest z wyjściem generatora sinusoidalnego (9), a wyjście z wejściem nadajnika (6) promieniowania świetlnego toru stabilizacyjnego (B) i wejściem nadajnika (1) promieniowania świetlnego toru pomiarowego (A) dla zasilania nadajników (1, 6) promieniowania świetlnego i filtr pasmowo-przepustowy (11), którego wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza-separatora (5) toru pomiarowego (A), a wyjście z wejściem przetwornika precyzyjnego (12) AC/Dc, którego wyjście połączone jest z wejściem zespołu (13) przetwarzania danych.
3. 3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że filtr pasmowo-przepustowy (11) ma częstotliwość środkową równą częstotliwości generatora sinusoidalnego (9).
4. 4. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nadajnik (6) i odbiornik (7) promieniowania świetlnego toru stabilizującego (B) są identyczne jak nadajnik (1) i odbiornik (3) promieniowania świetlnego toru pomiarowego (A).
5. 5. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nadajnik (6) i odbiornik (7) promieniowania świetlnego toru stabilizującego (B) usytuowane są w zamkniętej osłonie.
6. 6. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nadajnik (6) promieniowania świetlnego toru stabilizującego (B) połączony jest z odbiornikiem (7) promieniowania świetlnego za pomocą światłowodu.
7. 7. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że ma rezystory (R1, R2) usytuowane między nadajnikami (1,6) promieniowania świetlnego a przetwornikiem (10) napięcie/prąd, określające rozpływ prądu na nadajniki (1, 6), promieniowania świetlnego.

   171 775