Способ контроля температуры газового потока

Способ контроля температуры газового потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 859128 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16.10.75 (2)) 2180200/25 с присоединением заявки №(23) Приоритет (51) М. Кл.

Q 03. g 5/ОО

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llD делай изооретеннй и открытий (43) Опубликовано 25.05.77 Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 29,07,77 (53) УДК 536 5 (08S.8 ) (72) Авторы изобретения

Б. Б. Анисимов и, П. И. Осташевский (71) Заявитель

Институт автоматики (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗОВОГО ПОТОКА .

Изобретение относится к области пирометрии, в частности, к технике контроля температуры газовых потоков, и может применяться в автоматизации контроля теплового состояния несветящихся и светя- 5 щихся газовых сред в различных обьектах металлургической, энергетической и других отраслях промышленности, преимущественно в печах.

Известны способы контроля температуры газового потока, например продуктов горения в камерах промышленных печей, основанные на измерении яркостных температур в лучах двух спектральных участков в условиях образования между потоком и приемником излучения промежуточной среды, содержащей те же компоненты, что и поток, но имеющей иную переменную степень нагрева.

Это, прежде всего, способы, в которых используется метод цветовой температуры (11 . Однако эти способы могут применяться только к светящимся газовым средам. 25

Наиболее близкими по технической сущно сти к предлагаемому способу являются способы, основанные на измерении яркосч» ных температур в лучах двух спектральных участков в условиях образования между потоком и приемником излучения промежуточной среды, содержащей те же компоненты, что и поток, но имеющей иную пере менную степень нагрева (2j .

Недостатком известных способов является измерение яркости собственно слоя газового пстока, температуру которого контролируют, поэтому предполагается отсутствие или принудительное удаление из эоны визирования промежуточной среды, вносящей большие переменные ошибки в измерения.

Удаление промежуточной среды обеспечивает достаточную точность контроля температуры газового потока, но связано c He обходимостью создания специальных систем продува и с расходованием азота или сжатого воздуха сверх количеств, идущих на обдув оптики. Это усложняет реализа5591 28 цию и снижает эффективность контроля температуры газового потока в промышленных условиях, в частности на таких Широко распространенных объектах как печи.

Целью изобретения является повыше- 5 ние точности измерения температуры газового потока и упрощение промышленной реализации путем исключения необходимости удаления промежуточной среды из эоны ви- зирования. 10

Это достигается тем, что, в отличие от известных способов контроля температуры газового потока, основанных на измерении яркостных температур в лучах двух спектральных участков в условиях образования д между потоком и приемником излучения промежуточной среды, по предлагаемому способу измеряют среднюю температуру слоя промежуточной среды в лучах одного спей-" трального участка и среднюю температуру р0 слон, состоящего иэ газового потока и про межуточной среды, в лучах другого спектрального участка, а по. Йтим температурам с учетом толщин газового потока и слоя промежуточной среды определяют тем- рб пературу газового потока.

Предлагаемый способ иллюстрируется диаграммой.

В лучах двух спектральных участков измеряют яркости: И и 3 > или энер1 z гии излучения Е а< и E а 1 в узких спек1 тральных диапазонах Ь Х„и Ь Л

На одном спектральном участке (Л„ьil ) выделяют яркость В или анергию излу1 чения Е g 4. только слоя промежу1 точной среды и по В д или Б из1 1 меряют среднюю температуру Т„этого слоя. Причем выделяют такой спектральный участок (А„,. g it< ), на которой: про- 40 межуточная среда (слой Г ) является селективно-черным излучателем в длиноволновой области спектра, например в инфракрасной. По селективно-черному излу чению промежуточной среды легко переходят к определению ее температуры T„

Использование длинноволновой области спектра обеспечивает определение средней температуры слоя 0

На другом спектральном участке (Я, р

Ь ) выделяют яркость р или энергию излучения Е ь g слоя L + 8, z состоящего из газового потока (Ь ) и промежуточной среды, (Р ), и по Bg

z или E д измеряют среднюю температуру

Т .1 слоя ). + . Причем выбирают такой спектральный участок (1,2 и Р,.) на котором слой " + является селективно- ерым или селективно-черным излучателем в длинноволновой области спектра. 60

К определению T „переходят так же, как и в случае определения

По измеренным значениям средних температур .Т„ и T 1, зная значения толщины газового потока (4 ) и слоя промежуточной среды (1 ), определяют температуру газового потока Тг из следующего соотношения:

Т (Ь а)=Т +Т Е г+и г и или С 8

Т =T (1+ — )-T г г+п и

В ббооллььшшииннссттвве е ссллууччааеевв, в частности для газовых потоков в закрытых камерах (га

aoxopax), толщина L = coast. Толщину слоя промежуточной среды принимают постоянной, равной максимально возможному на конкретном обьекте ее размеру 3 . Если в процессе измерения температуры действительный размер промежуточной среды

1 уменьшается до < иэ-за унеличе1 ния толщины газового потока до L > L то допущения 4=сопли 0= со-пЙне вносят существенных погрешностей в определение температуры газового потока Т1- по соотношению 1, так как обеспечивают условие (L 1 6 ) = co st, При этом эа

L = ce11st принимают возможный на конкретном обьекте минимальный размер газо1 вого потока, а для условия L с 0 считают, что к промежуточной среде относится та часть 6L 4 -L слоя газового потока, 1 которая наблюдается сверх принятого для

1 него размера L и дополняет C до

Зля конкретного объекта размеры 4 и

0 задают как заранее известные неизменные выличины, измерение средних температур Тп и Т„„д обеспечивают предварительным выбором соответствующих рабочих спектральных участков, на которых слой 1 промежуточной среды просматривается как селективно-черный излучатель, а слой + с, состоящий из газового потока (L ) и промежуточной среды () как селективно-серый или селективно-черный излучатель. Реализация определения

Т по соотношению (1) получается простой и аффективной.

Конкретным примером реализации и применения способа может явиться контроль температуры потока продуктов горения (запыленных и незапыленных) углеводородных тцплив в камерах промышленных печей с использованием приемника, работающего ,на спектральных полосах газа СО с центрами 4,3 мкм (для измерения средней температуры слоя промежуточной среды и

2,7 мкм (для измерения средней темпер .

559128

Составитель А. Кружилина

Редактор Н. данилович Техред И. Асталош Корректор П. Макаревич

Заказ 1485/94 Тираж 865 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 туры слоя, состоящего из газового потока и промежуточной среди).

Формула изобретения

Способ контроля температуры газового потока, основанный на измерении яркостных температур в лучах двух спектральных участков в условиях образования между потоком и приемником узлучения промежуточ- !0 ной среды, содержащей те же компоненты, что и поток, но имеющей иную переменную степень нагрева, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения необходимости 15 удаления промежуточной среды из зоны визирования приемника, измеряют среднюю температуру (Т„) слоя (" ) промежуточной среды в лучах одного спектрального

6 участка и среднюю температуру (T ) слоя (4 ), состоящего из газового потока (L ) и слоя промежуточной среды (1 ), в лучах другого спектрального участка, а по этим температурам с учетом толщины газового потока (1 ) и слои промежуточной среды (1 ) опреде- ляют температуру (Т ) газового потока по следующей формуле:

Тг =T. и(! - „)-Тп)

Источники информации, принятые во вни» мание при экспертизе:

1. Гордов A. Н. Измерения температур газовых потоков М.-Л., Машгиэ, 1962г, стр. 85.

2. Сборник "Системы и средства авто матизации производств и управления" Труды

Института автоматики т. 2 Киев, 1968, стр. 74-79.