專利名稱：：油霧濃度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于多相流離散相濃度測(cè)量
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種油霧濃度測(cè)量?jī)x。技術(shù)背景目前多相流離散相濃度的測(cè)量方法按原理可以分為直接法和間接法。直接法是通過(guò)敏感元件直接獲取多相流離散相的濃度信息，使用的儀器主要有船舶主機(jī)曲拐箱油霧探測(cè)器、紅外測(cè)油儀、粉塵監(jiān)測(cè)儀、煤粉濃度傳感器、氣象衛(wèi)星等；間接法是先使油霧中的微小顆粒吸附，再使用稱重、熒光激發(fā)等方法進(jìn)行二次分析，使用的設(shè)備包括濾膜、天平、分光光度計(jì)等?，F(xiàn)有產(chǎn)品存在的四點(diǎn)不足l.測(cè)量介質(zhì)不同，此處的測(cè)量介質(zhì)為以液體為離散相的氣液兩相流，油霧顆粒徑為l3pm，濃度范圍312g/m3;2.無(wú)法進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；3.無(wú)法進(jìn)行定量測(cè)量；4.操作復(fù)雜，設(shè)備昂貴。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種油霧濃度測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x利用了平面偏振光的旋光特性，實(shí)現(xiàn)了油霧濃度測(cè)量。1811年，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振光沿光軸方向通過(guò)石英晶體時(shí)，其振動(dòng)面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，后來(lái)在許多其它晶體如氯酸納(NaCLCU和溴酸納(NaBr03)以及某些液體，如松節(jié)油、糖的水溶液及酒石酸溶液中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，具有這種現(xiàn)象的物質(zhì)被稱為旋光物質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)平面偏振光穿過(guò)潤(rùn)滑油霧時(shí)，其光波矢量的振動(dòng)面也發(fā)生旋轉(zhuǎn)，不同濃度油霧使光波矢量振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)角度不同。根據(jù)這一現(xiàn)象利用光探測(cè)器檢測(cè)通過(guò)檢偏器的透射平面偏振光強(qiáng)度可以實(shí)現(xiàn)油霧濃度直接定量測(cè)量。依據(jù)馬呂斯定律，接收端光強(qiáng)度變化滿足/(Ap)=/。cos2(，+Ap)(1)I——透射光強(qiáng)度；I。——入射光強(qiáng)度；波長(zhǎng)為X的平面偏振光通過(guò)油霧后旋轉(zhuǎn)角度A伊(如圖l)可以表示為=dp(2)式中，"——旋光率；——油霧濃度，g/m3;1——油霧區(qū)間長(zhǎng)度，m。式(2)反映了平面偏振光的旋光現(xiàn)象，將式(2)帶入式(1)得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x包括光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器和光源接收器，左端端蓋螺母與前支架聯(lián)接，光源發(fā)射器固定在前支架上，前支架與霧室前調(diào)節(jié)套筒聯(lián)接，霧室前調(diào)節(jié)套筒和霧室后調(diào)節(jié)套筒用霧室調(diào)節(jié)螺栓副聯(lián)接，霧室后調(diào)節(jié)套筒與后支架聯(lián)接，霧室兩側(cè)設(shè)有油霧入口和出口，后防護(hù)鏡和檢偏器用鏡片固定套固定在后支架上，光源接收器固定在后支架上，油霧出口快換接頭與集油盒相連，油霧入口快換接頭與油霧發(fā)生器相連，在裝配時(shí)，一定要使光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器和光源接收器的中心在同一光軸上，以保證整個(gè)設(shè)備的光路暢通，將系統(tǒng)裝入封閉不透光外殼中，外殼采用金屬加工，內(nèi)外表面采取發(fā)黑處理。其中光源發(fā)射器(圖5)采用直流+12V電壓供電，采用集成穩(wěn)壓芯片LM2575，并在其反饋端接入一個(gè)電位器，使得光源的輸出光強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，以滿足不同濃度油霧的測(cè)量要求；霧室設(shè)計(jì)為圓筒型，內(nèi)徑30mm;防護(hù)鏡安裝在霧室兩端，避免油霧顆粒污染起偏器和檢偏器；檢偏器設(shè)計(jì)為可360度旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，用以調(diào)整油霧濃度測(cè)量裝置的測(cè)量初始點(diǎn)；光源接收器(圖6)由電源、光探測(cè)器、電壓調(diào)理單元、輸出顯示四部分組成，電源為直流+12v，光探測(cè)器采用通用型硅光電池，作為光電轉(zhuǎn)換元件，電壓調(diào)理單元的作用是放大光探測(cè)器輸出的直流電壓，使其與下一級(jí)電路匹配；為避免雜散光對(duì)測(cè)量的影響，將系統(tǒng)裝入封閉不透光外殼中，外殼采用金屬加工，內(nèi)外表面采取發(fā)黑處理。光源發(fā)射器發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)起偏器形成平面偏振光，平面偏振光在霧室內(nèi)與微小的油霧顆粒作用，其振動(dòng)面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過(guò)檢偏器的透射光由光源接收器接收，光源接收器檢測(cè)出不同油霧濃度情況下的平面偏振光光強(qiáng)變化，實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換，圖2，輸出直流電壓，通過(guò)電壓一濃度兌換表直接得出油霧濃度，電壓一濃度兌換表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>在實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20。C，相對(duì)濕度65%的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)時(shí)氣源壓力0.5MPa，氣溫、油溫5(TC，通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量與耗油量使實(shí)驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生不同濃度油霧，實(shí)驗(yàn)測(cè)得油霧濃度與實(shí)驗(yàn)裝置輸出電壓之間的關(guān)系表。本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x可以進(jìn)行在線測(cè)量、定量測(cè)量，且操作簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。圖1平面偏振光穿過(guò)油霧示意2為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x原理圖；圖3為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)半剖示意圖；圖4為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)左視圖；圖5為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x的光源發(fā)射器電氣原理圖；圖6為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x的光源接收器電氣原理圖；圖7為本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x的電壓一濃度兌換表圖；圖8為L(zhǎng)M2575引腳示意圖。在圖3中，l左端端蓋螺母，2前支架，3霧室前調(diào)節(jié)套筒，4霧室后調(diào)節(jié)套筒，5霧室調(diào)節(jié)螺栓副，6第一O型橡膠圈，7緊定螺釘，8鏡片固定套，9第二O型橡膠圈，10后支架，11右端端蓋螺母，12光源發(fā)射器，13起偏器，14前防護(hù)鏡，15后防護(hù)鏡，16檢偏器，17光源接收器，18油霧出口快換接頭，19油霧入口快換接頭，20霧室。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例設(shè)立工況條件是在油霧潤(rùn)滑條件下，油霧顆粒徑為13pm，濃度范圍312g/m3條件下進(jìn)行。本發(fā)明由光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器及光源接收器組成。其中光源發(fā)射器采用直流+12V電壓供電，為使得到穩(wěn)定的發(fā)光功率，采用了由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的新一代集成穩(wěn)壓芯片LM2575，其內(nèi)部集成振蕩器，并具有電流限制、熱關(guān)斷等完善的保護(hù)電路，所以只需少量的外圍元件便可以構(gòu)成高效的穩(wěn)壓電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，在多數(shù)情況下不需要單獨(dú)散熱。LM2575的引腳及功能，圖8，其中Vin:電壓輸入端；Output:開(kāi)關(guān)電壓輸出；Ground:接地公共端；Feedback:反饋輸入端；0n/0ff:控制輸入端(接地時(shí)，電路正常工作)。其主要性能參數(shù)最大輸出電流1A;最大輸入電壓45V;振蕩頻率54kHz;最大穩(wěn)壓誤差4°/0;工作溫度范圍-40°C+125°C。從圖5中可以看出，LM2575由2腳輸出穩(wěn)幅電壓，保證紅外發(fā)光管Dl，D2，D3正常工作。在LM2575的反饋端接入一個(gè)電位器，使得光源的輸出光強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，以滿足不同濃度油霧的測(cè)量要求；霧室設(shè)計(jì)為圓筒型，內(nèi)徑30mm;防護(hù)鏡采用普通UV鏡片，安裝在霧室兩端，避免油霧顆粒污染起偏器和檢偏器；起偏器和檢偏器采用PL055mm平面偏光片，雙面0.7mm玻璃基板，總厚度1.7ram，單體透過(guò)率240%，偏光度297%(采用JIS-Z-8701標(biāo)準(zhǔn))；檢偏器設(shè)計(jì)為可360度旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，用以調(diào)整油霧濃度測(cè)量裝置的測(cè)量初始點(diǎn)；光源接收器由電源、光探測(cè)器、電壓調(diào)理單元、輸出顯示四部分組成，電源為直流+12v,光探測(cè)器采用通用型硅光電池，作為光電轉(zhuǎn)換元件，電壓調(diào)理單元的作用是去掉接收信號(hào)中的噪聲干擾，放大光探測(cè)器輸出的微弱直流電壓，使其與下一級(jí)電路匹配，圖6;為避免雜散光對(duì)測(cè)量的影響，將系統(tǒng)裝入封閉不透光外殼中，外殼采用金屬加工，內(nèi)外表面采取發(fā)黑處理。本發(fā)明的具體連接關(guān)系是左端端蓋螺母1與前支架2用螺紋聯(lián)接，用于保護(hù)光源發(fā)射器12，光源發(fā)射器12用螺釘固定在前支架2上；前支架2與霧室前調(diào)節(jié)套筒3用螺紋聯(lián)接，用于固定起偏器13、前防護(hù)鏡14;霧室前調(diào)節(jié)套筒3和霧室后調(diào)節(jié)套筒4用霧室調(diào)節(jié)螺栓副5聯(lián)接，可以調(diào)節(jié)霧室的長(zhǎng)度，并用第一0型橡膠圈6進(jìn)行密封；霧室后調(diào)節(jié)套筒5與后支架10用緊定螺釘7聯(lián)接，后支架IO采用可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并用第二0型橡膠圈9進(jìn)行密封；后防護(hù)鏡15和檢偏器16用鏡片固定套8固定在后支架10上，光源接收器17用螺釘固定在后支架10上，右端端蓋螺母11與后支架10用螺紋聯(lián)接用于保護(hù)光源接收器17;油霧出口快換接頭18與集油盒相連，油霧入口快換接頭19與油霧發(fā)生器相連。見(jiàn)圖3、4。光源發(fā)射器發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)起偏器形成平面偏振光，平面偏振光在霧室內(nèi)與微小的油霧顆粒作用，其振動(dòng)面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過(guò)檢偏器的透射光由光源接收器接收，光源接收器檢測(cè)出不同油霧濃度情況下的平面偏振光光強(qiáng)變化，實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換，輸出直流電壓，通過(guò)電壓一濃度兌換表圖7直接得出油霧濃度。本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x操作步驟是1.檢測(cè)儀入口用快換接頭與油霧發(fā)生器聯(lián)接，出口用快換接頭與集油盒聯(lián)接；2.打開(kāi)檢測(cè)儀電源；3.旋轉(zhuǎn)電路支架，找到儀器零點(diǎn)；4.接通油霧入口快換接頭，并測(cè)量檢測(cè)儀輸出電壓；5.由電壓一濃度兌換表圖7查出油霧的濃度值。權(quán)利要求1、一種油霧濃度測(cè)量?jī)x，其特征是它包括光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器和光源接收器，左端端蓋螺母與前支架聯(lián)接，光源發(fā)射器固定在前支架上，前支架與霧室前調(diào)節(jié)套筒聯(lián)接，霧室前調(diào)節(jié)套筒和霧室后調(diào)節(jié)套筒用霧室調(diào)節(jié)螺栓副聯(lián)接，霧室后調(diào)節(jié)套筒與后支架聯(lián)接，后防護(hù)鏡和檢偏器用鏡片固定套固定在后支架上，光源接收器固定在后支架上，將系統(tǒng)裝入封閉不透光外殼中，外殼采用金屬加工，內(nèi)外表面采取發(fā)黑處理。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的油霧濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的霧室為圓筒型，霧室的兩側(cè)設(shè)有油霧入口和出口；防護(hù)鏡安裝在霧室兩端。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的油霧濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的后支架采用可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，檢偏器為可360。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的油霧濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的霧室前調(diào)節(jié)套筒和霧室后調(diào)節(jié)套筒之間的連接、霧室后調(diào)節(jié)套筒與后支架的連接均采用密封圈密封。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的油霧濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器和光源接收器的中心在同一光軸上。全文摘要一種油霧濃度測(cè)量?jī)x，屬于多相流離散相濃度測(cè)量
技術(shù)領(lǐng)域：
，它包括光源發(fā)射器、起偏器、防護(hù)鏡、霧室、檢偏器和光源接收器，光源發(fā)射器發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)起偏器形成平面偏振光，平面偏振光在霧室內(nèi)與微小的油霧顆粒作用，其振動(dòng)面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過(guò)檢偏器的透射光由光源接收器接收，光源接收器檢測(cè)出不同油霧濃度情況下的平面偏振光光強(qiáng)變化，實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換，輸出直流電壓，通過(guò)電壓-濃度兌換表直接得出油霧濃度。本發(fā)明的油霧濃度測(cè)量?jī)x可以進(jìn)行在線測(cè)量、定量測(cè)量，且操作簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。文檔編號(hào)G01N21/03GK101334357SQ200810012348公開(kāi)日2008年12月31日申請(qǐng)日期2008年7月17日優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日發(fā)明者宋錦春,張志偉,王家鵬,陳建文申請(qǐng)人:沈陽(yáng)佳益油霧技術(shù)有限公司