ИК ОЭП расхода волокна в пневмопроводах

При транспортировке волокна к технологическому оборудованию посредством пневмотранспорта необходимо иметь информацию о количестве волокна, подаваемого в накопительные емкости машин и аппаратов (бункеры, лабазы, красильные емкости и пр.)

Количество волокна, подаваемого по пневмопроводу за время t ₁ – t ₂, определяется выражением

,

где q – мгновенный расход волокна в контролируемом сечении пневмопровода;

k – конструктивный коэффициент.

Измерение мгновенного расхода q массы волокна, пролетающего в поперечном сечении пневмопровода с помощью ИК ОЭП, работающего в области инфракрасного спектра излучения порядка 1, 0 мкм, основано на ослаблении потока излучения.

На рис. 2.66, а представлена структурная схема первого канала устройства для измерения расхода волокна, а на рис. 2.66, б – расположение (вид по А) оптопар первого и второго каналов, последний из которых (на рисунке не показан) выполнен аналогично первому. Импульсы тока І _и» 3 A с длительностью порядка 10 мкс и частотой 1 кГц поступают с выхода регулируемого по мощности генератора импульсов РГИ на ИК-светодиод СД1, который оптически связан с излучающим световодом ИСВ1 и ответвленным контрольным световодом КСВ1. Включенные последовательно контрольный фотодиод КФД1, усилитель УС1 и блок сравнения БС 1, выход которого подсоединен к управляющему входу регулируемого по мощности генератора импульсов РГИ1, образуют контур стабилизации мощности излучения светодиода СД1. Импульсное питание светодиодов СД1 и СД2 позволяет получить в импульсе достаточную мощность их излучения. Излучающие световоды ИСВ1 и ИСВ2 формируют поток излучения в узкий плоский луч, перекрывающий равномерный по интенсивности ИК потоком излучения весь контролируемый участок в сечении пневмопровода ПП, приемные световоды ПСВ1 и ПСВ2 воспринимают ослабленный потоком волокна плоский луч и фокусируют его на фотодиоды ФД1 и ФД2 (рис. 2.66, б). Отличие первого канала измерения от второго заключается только в том, что плоские лучи от светодиодов СД1 и СД2 направлены встречно: это позволяет скомпенсировать уменьшение чувствительности по плотности волокнистой массы в связи с ослаблением потока излучения на участке «светодиод – фотодиод».

Воспринимаемое фотодиодом ФД1 излучение (рис. 2.66, а) преобразуется в импульсное напряжение, усиливается фотоусилителем ФУС1 и подается на один из входов синхронного детектора ДС1, второй вход которого подсоединен к дополнительному выходу генератора импульсов РГИ1. Наличие синхронного детектора в каждом из каналов позволяет устранить влияние помех на точность измерения и повысить соотношение «сигнал/шум» в интервале между импульсами сигнала. С помощью сглаживающего фильтра СФ и интегратора ИГ импульсные сигналы преобразуются в постоянное по знаку напряжение U ₁.

Аналогичным образом формируется напряжение U ₂, соответствующее расходу волокна, контролируемого вторым каналом устройства. Напряжения U ₁ и U ₂ подаются далее на соответствующие входы вычислительного блока ВБ, в котором вычисляется среднее значение расхода волокна и расход волокна за заданный интервал времени.

С помощью рассмотренного устройства возможно измерение скорости потока волокна в пневмопроводе, которая может изменяться в зависимости от массы волокна, подаваемого в него. В потоке волокно неизбежно имеет крупные клочки (сгустки), характеризуемые большей массой, чем разрыхленное волокно. В связи с этим при прохождении их в зоне контроля расхода волокна первого и второго канала последовательно возникают достаточно интенсивные сигналы поглощения, Измеряя интервал времени между этими сигналами при известном расстоянии между отпопарами первого и второго каналов возможно определить скорость потока волокна.

а

б
Рис. 2.66. Структура измерителя расхода волокна в пневмопроводе