ПРОЕКТУВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИЧНОЇ СИСТЕМИ ПІРОМЕТРА ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ПОТОКУ ВИПРОМІНЮВАННЯ ТВЕРДИХ ЧАСТИНОК У ДВОФАЗНОМУ ПОТОЦІ

  • В. М. Ночвай Житомирський державний технологічний університет
Ключові слова: потік випромінювання, тверді частинки, пірометр, вимірювальний прилад, оптична система, приймач випромінювання

Анотація

Удосконалено вимірювальний прилад контролю витрат кисню газового пальника із застосуванням нескладної інструментальної бази, яка не вимагає високого рівня кваліфікації оператора. Виконано проектування та дослідження оптичної системи пірометра. Пірометр призначений для вимірювання потоку випромінювання твердих частинок сажі у високотемпературному двофазному потоці. Робочий діапазон спектра — 0,5·10–6…1,1·10–6 м.

Проектуючи структурну схему пірометра, враховано, що двохфазний струмінь газового пальника є потужним тепловим випромінювачем. Як випромінювач використано власне випромінювання двофазного струменя газового пальника, тому метод теплового контролю визначено як пасивний. З метою спрощення структурної схеми пірометра застосовано пряме приймання оптичного випромінювання, тобто безпосередню реєстрацію енергії, яка падає на приймач. В результаті спрощено конструкцію пірометра та підвищено його надійність.

Вимірювання потоку випромінювання частинок вуглецю (сажі) виконують у вузькому спектральному діапазоні електромагнітних хвиль (0,5·10–6 ...1,1·1–6 м) між смугами випромінювання газів. Функцію оптичної спектральної фільтрації для виділення сигналів на фоні перешкод виконує селективний приймач потоку випромінювання. Спектральний діапазон чутливості приймача збігається за довжиною хвилі з діапазоном вимірювання потоку випромінювання частинок вуглецю (сажі). Це дало можливість не використовувати інтерференційні фільтри в оптичній системі приладу. Фокусування енергії випромінювання на чутливому елементі приймача випромінювання реалізується оптичною системою. Елементами об’єктива спрощеного пірометра є прозора лінза, діафрагма, оптичний фільтр. Як матеріал лінзи використано прозоре скло марки К8. Виконано розрахунок поля зору оптичної системи. Розмір майданчика візування — d2 = 5·1–3 м. Виконано розрахунок фокусних відстаней оптичної системи (f1 = 60·10–3 м; f = 50·10–3 м). Коефіцієнт пропускання потоку випромінювання в оптичній системі пірометра дорівнює добутку коефіцієнта пропускання лінзи та коефіцієнта пропускання світлофільтра (tо = 0,823)

Біографія автора

В. М. Ночвай, Житомирський державний технологічний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри прикладної механіки і комп’ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

В. М. Ночвай «Дослідження випромінювання двофазного потоку газ–тверді частинки,» Процеси механічної обробки в машинобудуванні. Зб. наук. праць ЖДТУ, № 4, с. 69-76, 2006.

Ю. Г. Якушенков, Основы оптико-электронного приборостроения. Москва: Сов. радио, 1977, 272 с.

Н. П. Гвоздева, и К. И. Коркина, Прикладная оптика и оптимальные измерения. Москва: Машиностроение, 1976, 383 с.

Р. В. Поль , Оптика и атомная физика, Н. М. Лозонская, пер. с нем., Н. А.Толстой, Ред. Москва: Наука, 1966, 552 с.

И. Л. Сакин, Инженерная оптика. Л.: Машиностроение, 1976, 288 с.

М. И. Апенко, и А. С. Дубовик, Прикладная оптика. Москва: Наука, 1971, 392 с.

Ю. М. Климков, Основы расчёта оптико-электронных приборов с лазерами. Москва: Сов. радио, 1978, 264 с.

В. Хауф, и У. Григуль, Оптические методы в теплопередаче, А. Н. Вишнякова и И. В. Орфанова пер. с англ.; В. Я. Лихушин, Ред. Москва: Мир, 1973, 240 с.

В. А. Волков, и др. Справочник по приёмникам оптического излучения; Л. З. Криксунов, Л. С. Кременчугский, Ред. Киев: Техніка, 1985, 216 с.

Опубліковано
2019-02-28
Як цитувати
[1]
В. Ночвай, ПРОЕКТУВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИЧНОЇ СИСТЕМИ ПІРОМЕТРА ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ПОТОКУ ВИПРОМІНЮВАННЯ ТВЕРДИХ ЧАСТИНОК У ДВОФАЗНОМУ ПОТОЦІ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 1, с. 7-12, Лют 2019.
Номер
Розділ
Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка