DE1623071B2 - Photoelektronisches rauchdichtemessgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät, bestehend aus einer Lichtquelle, einer lichtbündelnden Optik und einem Strahlungsempfänger auf einer Seite eines mit einem Paar offener Fenster versehenen Rauchgaskanals und einem ersten Reflektor auf der anderen Seite, bei welchem lichtquellenseitig vor dem Rauchgaskanal ein zweiter Reflektor wahlweise aus einer Ruhestellung in den Strahlengang einschwenkbar ist, durch den das Lichtbündel zur Nullpunktkontrolle ohne Durchgang durch den Rauchgaskanal auf den Strahlungsempfänger geleitet wird.

Bei solchen Geräten wird die Rauchdichte durch Erfassung der Lichtschwächung bestimmt, welche durch die im Abgasstrom enthaltenen Festkörperteilchen verursacht wird. Zu diesem Zweck wird ein Meßlichtstrom durch den Rauchgaskanal gesandt. Der Quotient der nach dem Durchgang durch den Abgaskanal auf einen Strahlungsempfänger gelangenden Strahlungsenergie zu der ausgesandten Strahlungsenergie ist bei gleichbleibender Korngröße und gleichbleibendem spezifischen Gewicht ein Maß für den durch das Rauchgas transportierten Festkörpergehalt. Es sind Geräte dieser Art bekannt, bei denen das Lichtbündel durch zwei fluchtend in dem Rauchgaskanal vorgesehene offene Fenster hindurch auf einen Reflektor geleitet wird, der das Lichtbündel umkehrt und in einem Autokollimations-Strahlengang, z. B. über einen teildurchlässigen Spiegel, auf einen lichtquellenseitig angeordneten Strahlungsempfänger lenkt. Es hat sich dabei die Schwierigkeit gezeigt, daß der Reflektor mit der Zeit verschmutzt. Diese Verschmutzung des Reflektors bewirkt dann eine zusätzliche Schwächung des Lichtbündels und täuscht hierdurch eine erhöhte Rauchdichte vor.

Man hat diese Mängel dadurch zu beheben getrachtet, daß man das Rauchdichtemeßgerät als Zweistrahlgerät ausgebildet hat. Man hat dabei auf den Strahlungsempfänger abwechselnd Licht auf einem durch den Rauchgaskanal verlaufenden Strahlengang mit einem Umkehrreflektor und aus einem nicht durch den Rauchgaskanal verlaufenden Vergleichsstrahlengang geleitet. In dem Vergleichsstrahlengang ist bei den bekannten Geräten ebenfalls ein Umkehrreflektor angeordnet. Man hat sich zur Kompensation der Verschmutzung auch schon bemüht, den Umkehrreflektor im Vergleichsstrahlengang im wesentlichen den gleichen Umwelteinflüssen auszusetzen wie den im Meßstrahlgang. Diese Kompensation gelingt jedoch nicht vollkommen: Der Umkehrreflektor im Meßstrahlengang soll ein den Rauchgaskanal durchsetzendes Lichtbündel empfangen. Seine reflektierende Fläche ist daher notwendig dem Rauchgaskanal zugewandt. Er ist daher einer stärkeren Verschmutzung durch die Rauchgase selbst ausgesetzt als der Umkehrreflektor in dem Vergleichsstrahlengang, welcher letztere per definitionem von Rauchgasen freigehalten werden soll (deutsche Auslegeschrift 1117 318). Es ist bekannt, an den offenen Fenstern des Rauchgaskanals verschmutzungshemmende Mittel vorzusehen, etwa in Gestalt eines unter Überdruck stehenden Gehäuses, das die außerhalb des Rauchgaskanals liegenden optischen Glieder umschließt, oder eines Tubus mit mehreren hintereinanderliegenden Lochblenden zwischen den Fenstern des Rauchgaskanals und den optischen Gliedern. Durch diese verschmutzungshemmenden Mittel wird zwar die Verschmutzung der Reflektoren verlangsamt und damit auch das Auftreten einer Ungleichheit im Meß- und Vergleichsstrahlengang; diese Ungleichheit kann aber nicht vollständig beseitigt werden, so daß von.Zeit zu Zeit eine Kontrolle

S und Nachjustierung erforderlich ist. Eine solche Nullpunktkontrolle ist jedoch nicht leicht durchzuführen, da man im allgemeinen nicht ohne weiteres eine Rauchdichte Null herstellen kann. Es ist bekannt, zur Nullpunktkontrolle von Zeit zu Zeit einen

ίο Umkehrreflektor lichtquellen- und empfängerseitig vor dem Rauchgaskanal in den Strahlengang des Meßlichtbündels einzubringen, welcher dann das Meßlichtbündel ohne Durchgang durch den Rauchgaskanal auf den Strahlungsempfänger zurückwirft und damit eine Rauchdichte Null simuliert. Ein so erfolgender Abgleich nimmt aber keinerlei Rücksicht auf den Verschmutzungsgrad des ersten Umkehrreflektors, der im Strahlengang des Meßlichtbündels auf der anderen Seite des Rauchgaskanals angeordnet ist. Dessen Einfluß kann somit durch das Einschwenken des dritten Umkehrreflektors nicht mit abgeglichen werden (Firmendruckschrift »Photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät« der Firma Erwin Sick, Waldkirch/Brsg.).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät der vorliegenden Art zu schaffen, welches eine Nullpunktkontrolle unter Berücksichtigung der Verschmutzung des jenseits des Rauchgaskanals im Strahlengang des Meßstrahlenbündels angeordneten Reflektors gegestattet.

Zu diesem Zweck wird bei einem Gerät der eingangs erwähnten Art die Anordnung so getroffen, daß der zweite Reflektor in seiner Ruhestellung mit seiner reflektierenden Fläche dem Rauchgaskanal zugekehrt und zu diesem im Hinblick auf die Verschmutzungsbedingungen ähnlich angeordnet ist wie der erste Reflektor.

Auf diese Weise wird der in den Meßstrahlengang einschwenkbare zweite Reflektor im wesentlichen in der gleichen Weise verschmutzt wie der erste, der im Meßstrahlengang jenseits des Rauchgaskanals angeordnet ist, da er mit seiner reflektierenden Fläche dem Rauchgaskanal zugewandt und somit auch hinsichtlich der Verschmutzung durch die Rauchgase den gleichen Umweltbedingungen ausgesetzt ist wie der erste Reflektor. Der zweite Reflektor stellt somit auch hinsichtlich seiner Verschmutzung ein recht genaues Duplikat des ersten dar. Wenn daher der zweite Reflektor zur Kontrolle des Nullpunktes in den Meßstrahlengang vor dem Rauchgaskanal eingeschwenkt wird, dann wird tatsächlich mit Erfolg eine Rauchdichte Null unter Berücksichtigung der Reflektorverschmutzung simuliert. Es kann ein richtiger Nullpunktabgleich erfolgen.

Die Anordnung nach der Erfindung unterscheidet sich vorteilhaft von den bekannten Zweistrahlmeßgerät, bei dem eine Kompensation der Verschmutzung des Reflektors im Meßstrahlenbündel durch einen ebenfalls der Verschmutzung ausgesetzten Reflektor in einem Vergleichsstrahlenbündel erfolgen soll. Im Gegensatz zu dieser Anordnung kann nämlich bei der Erfindung der zweite Reflektor tatsächlich den gleichen Umweltbedingungen auch hinsichtlich der Rauchgase ausgesetzt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich auch vorteilhaft von dem bekannten Gerät, bei dem zur Nullpunktkontrolle ein Umkehrreflektor vor dem Rauchgaskanal in den

vießstrahlengang einschwenkbar ist, da dort der einiChwenkbare Reflektor im Gerätegehäuse sitzt und praktisch keiner Verschmutzung ausgesetzt ist und ;ine Verschmutzung des ersten, jenseits des Rauchgaskanal sitzenden Reflektors in keiner Weise berücksichtigt wird.

Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß der zweite Reflektor in Ruhestellung seitlich von dem Meßstrahlenbündel vor dem Fenster angeordnet ist, welches in einer Richtung wenigstens die doppelten Abmessungen besitzt wie das Lichtoündel, und daß der zweite Reflektor um eine zur ßündelachse gekreuzt liegende Achse um 180° in den Strahlengang einschwenkbar ist.

Es können vor beiden Fenstern gleiche, an sich bekannte verschmutzungshemmende Mittel vorgesehen sein.

Das Gerät nach der Erfindung kann als Zweistrahlgerät aufgebaut werden. In diesem Falle wird bei der ANullpunktkontrolle« der Unterschied zwischen den Lichtströmen im Meß- und Vergleichsstrahlengang bei der simulierten Rauchdichte Null festgestellt und das Vergleichsstrahlenbündel entsprechend der Verschmutzung des ersten Reflektors im Meßstrahlengang geschwächt. Da aber der »Nullpunkt« der Rauchdichte gleichzeitig 100 % Durchlässigkeit der »Probe« im Meßstrahlengang bedeutet, kann das Gerät vorteilhafterweise als Einstrahlgerät aufgebaut sein. Die »Nullpunkteinstellung« ist dabei gleichzeitig die Einstellung des Meßlichtstromes auf 100 %>.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gerätes ist.

Mit 1 ist eine Lichtquelle bezeichnet. Das Licht der Lichtquelle 1 durchdringt einen teildurchlässigen Spiegel 2 und wird von einer Linse 3 parallel gerichtet. Das parallele Strahlenbündel durchsetzt durch nicht dargestellte Fenster hindurch einen Rauchgaskanal 4 und trifft auf einen Umkehrreflektor 5, der z. B. in bekannter Weise aus einer Vielzahl von Tripein bestehen kann. Das von dem Umkehrreflektor S zurückgeworfene Licht wird von der Linse 3 gesammelt und von dem teildurchlässigen Spiegel 2 zum Teil auf einen photoelektrischen Strahlungsempfänger 6 gelenkt, der ein Meßsignal liefert. Zwischen den fluchtenden Fenstern des Rauchgaskanals 4, durch die das Bündel hindurchtritt, einerseits und dem lichtquelle- und empfängerseitigen Geräteteil bzw. dem Umkehrreflektor 5 andererseits sind Staubabschirmblenden 9 angeordnet, die einer Verschmutzung der Teile durch die Rauchgase entgegenwirken, diese jedoch nicht ganz verhindern können.

Das lichtquellenseitige Fenster des Rauchgaskanals 4 ist in der in Figur senkrechten Richtung etwa zweimal so groß wie der Durchmesser des Lichtbündels. Dort ist dann neben dem Bündel mit der umkehrreflektierenden Seite dem Rauchgaskanal 4 zugekehrt ein Reflektor 7 angeordnet. Dieser zweite Reflektor 7 findet auch hinsichtlich seiner Lage zu dem Rauchgaskanal 4 Umweltbedingungen vor, die im wesentlichen denen des ersten Reflektors 5 entsprechen. Auch die Verschmutzung der beiden Reflektoren 7 und 5 wird daher weitgehend übereinstimmen. Wenn aber der zweite Reflektor 7 um eine waagerechte, zur Bündelachse gekreuzte Achse 17 um 180° verschwenkt wird, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, dann erhält der Empfänger 6 einen Lichtstrom, wie er sich über den in gleicher Weise verschmutzten Reflektor 5 bei der Rauchdichte Null ergeben würde. Das dann erhaltene Signal kann zur Nulleinstellung der Rauchdichte bzw., was auf das gleiche hinausläuft, auf die 100 °/o-Einstellung der Durchlässigkeit benutzt werden. Eine Blende 8 vor dem zweiten Reflektor 7 kann zum anfänglichen Abgleich dienen. Die weitere Nullpunkteinstellung erfolgt dann elektrisch.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät, bestehend aus einer Lichtquelle, einer lichtbündelnden Optik und einem Strahlungsempfänger auf einer Seite eines mit einem Paar offener Fenster versehenen Rauchgaskanals und einem ersten Reflektor auf der anderen Seite, bei welchem lichtquellenseitig vor dem Rauchgaskanal ein zweiter Reflektor wahlweise aus einer Ruhestellung in den Strahlengang einschwenkbar ist, durch den das Lichtbündel zur Nullpunktkontrolle ohne Durchgang durch den Rauchgaskanal auf den Strahlungsempfänger geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (7) in seiner Ruhestellung mit seiner reflektierenden Fläche dem Rauchgaskanal

(4) zugekehrt und zu diesem im Hinblick auf die Verschmutzungsbedingungen ähnlich angeordnet ist wie der erste Reflektor (5).

2. Photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (7) in Ruhestellung seitlich von dem Meßstrahlenbündel vor dem Fenster angeordnet ist, welches in einer Richtung wenigstens die doppelten Abmessungen besitzt wie das Lichtbündel, und daß der zweite Reflektor (7) um eine zur Bündelachse gekreuzt liegende Achse (17) um 180° in den Strahlengang einschwen'kbar ist.

3. Photoelektronisches Rauchdichtemeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor beiden Fenstern gleiche, an sich bekannte

verschmutzungshemmende Mittel (9) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen