ИЛЬТНЕР АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

Очередной К.Н., Малкин Л.А.
Использование микропроцессорной техники при измерении дымности транспорта.
Материалы семинара "Автоматизация контроля загрязнения окружающей среды"
Мîñêâà "Знание", 1988 - 167с.

В свете актуальных проблем защиты окружающей среды от загрязнения отработайте газами (ОТ) транспорта, а также экономии топлива и повышения моторесурса дизельных двигателей остро стоит вопрос контроля дымности дизелей. В соответствии с мировой практикой и требованиями многочисленных НТД основным инструментом контроля дымности является прибор, в основу которого положен турбидиметрический метод измерения (метод прямого просвечивания ОГ лучом света).

В связи с этим возможны два Методы измерения дымности ОГ: метод стабилизация характеристик среды, таких как тёмпература и давление ОГ; метод коррекции искомого параметра (дымности) по температуре и давлению ОГ по соответствующей функциональной зависимости.

Рис. 1 - Обобщенная функциональная схема дымомера.

1 - блок отбора и подготовки пробы ОГ;

2 - первичный преобразователь (фотометр);

3 - датчик температуры;

4 - датчик давления;

5-8 - усилители по каналам сигналов;

9 -преобразователь (нерасчетное устройство);

10-блок индикации;

11 - электронный блок.

Анализ работы известных в настоящее время дымомеров для контроля ОГ и требований ЯТД позволил составить обобщенную функциональную схему дымомера, приведенную на рис. 1. Работа осуществляется следующим образом: ОГ подастся в блок 1 отбора и подготовки пробы, где газы приводятся к стандартным условиям по температуре и давлению и проходят в фотометр 2. Электрический сигнал, пропорциональный непрозрачности ОГ, усиливается в блоке 5, проходит необходимые функциональные преобразования в блоке 9 и индицируется блоком 10.

С помощью датчиков температуры 3 и давления 4 определяется параметры ОГ на входе в фотометр. В блоках 7 и 8 сигналы, соответствующие температуре и давлению ОГ, усиливается.

При аналоговом варианте дымомера фотометрическая база должна быть 430 мм, а габариты фотометра с учетом конструктивного решения оптической схемы растягиваются до 1 м. Сокращение базы путем использованная автоколлимационной оптическое схемы нежелательно, так как ОГ представляет собой рассеивающую среду. Для обеспечения механической жесткости, оптической схемы конструкция фотометра базируется на массивном основании и практически масса фотометра достигает 15-20 кг. Блок пробоподготовки, как показывает опит создания приборов МкЗ и СИДА-107, существенно усложняет прибор и повышает его материалоемкость - масса блока обычно превышает 10 кг.

Работы [1, 2] по определению основных зависимостей измеряемой дойности от различных неинформативных параметров ОГ показали возможность, замены метода стабилизации этих параметров методом соответствующей коррекции показаний. Виги получены однозначные математические зависимости, позволяйте существенно упростить конструкции дымомера. В этом случае работа дымомера будет осуществляться следующим образом (рис. 1) ОГ проходят фотометр 2. Датчиками 3 и 4 измеряется температура и давление ОГ, пересекающих световой поток. В фотометре измеряется фотометрическая база. Все четыре сигнала усиливаются в усилителях 5,6,7,8 и поступают в пересчетное устройство-преобразователь 9, где рассчитывается значения дымности показателя ослабления, приведенные к стандартным условиям измерения. Коррекция показаний производится в. соответствии с уравнениям.

для непрозрачности         (1)

где N₀, N - приведенное к нормализованным условиям и измененное значение дымности; L₀,L - нормальное и реальное значения фотометрической базы; P₀,P - нормальное и реальное значения давления ОГ; Т₀,Т- нормальное и реальное значения температура ОГ,

для показателя ослабления         (2)

     (3)

Приведенная блок-схема в обобщенном виде отражает применимость средств вычислительной техники в дымомере.

Для современного этапа развития контрольно-измерительной техники характерно коренное изменение принципов построения средств измерения: их органической частью стала микропроцессорная схема. Для реализации уравнения (3) может быть использована однокристальная микро-ЭВМ серии 1816. Архитектура микро-ЭВМ серия КР 1816 и может обеспечить разработку собственных программ и построенных на них систем общего назначения. Это объясняется тем, что микро-ЭВМ - является, по существу, микроконтроллером и построение таких систем сильно затруднено. Поэтому для написания программы по приведенному алгоритму (рис. 2) уравнения (I) используется сторонние вычислительные системы с привлечением кросс-средств. В качестве кросс-средств для однокристальной микро-ЭВМ 1816 можно использовать различные базовые вычислительные комплексы на основе микро- и мини-ЭВМ, таких как CМI800, ДВК2.3, "Электроника 60", "Электроника 79". СМ-4 и др. В качестве операционных систем в базовых комплексах функционируют РАФОС, ОС-РВ, ОС ДВК, СР-М. Экспериментальная проверка подтвердила возможность использования микро-ЭВМ KPI8I6BE48 в качестве микропроцессора для выполнения алгоритма обработки сигнала в дымомере при диагностировании дизельных двигателей по дымности ОГ.

Выводы

1. Возможны два метода измерения дымности отработавших газов дизелей: метод стабилизации параметров ОГ, влиявших на информативный сигнал - дымность, и метод исключения влияния неинформативных сигналов на измеряемую дымность с помощью введения коррекции согласно соответствуете я функциональной зависимости.
2. В качестве микропроцессора для выполнения алгоритма обработки сигнала в дымомере при диагностировании дизайнах двигателей по дымности ОГ может быть использована микро-ЭВМ типа КР1816ВЕ48.

Рис. 2. Блок-схема дымомера

Литература

1. Очередной К.Н., Лашкевич Ю.Б., Мачешников Н.А. К вопросу регламентации фотометрической базы дымомеров для контроля автомобилей. Тезисы докладов совещания "Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа жидких сред". - Тбилисское НПО "Аналитприбор". I980.
2. Очередной К.Н. Зависимость дымности отработавших газов дизельных двигателей от их температуры. Тезисы докладов совещания "Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа жидких сред". - Тбилисское НПО "Аналитприбор" 1986, о. 143.

Очередной К.Н., Малкин Л.А. Использование микропроцессорной техники при измерении дымности транспорта. - Материалы семинара "Автоматизация контроля загрязнения окружающей среды". - М.: Знание, 1988 - 167с.