ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ

Полезная модель относится к горному делу, а именно к технике безопасности и охране труда при разработке полезных ископаемых, и может быть использована для определения концентрации взвешенных частиц в атмосфере горных предприятий.
Известен датчик для измерения концентрации пыли (патент №80503, заявка №2008138657, дата приоритета 29.09.2008, дата публикации 10.02.2009).
Известный датчик для измерения концентрации пыли, содержит инфракрасный излучатель с оптическими приемниками, ловушку инфракрасного излучения и вычислительное устройство, оптические приемники отраженного и ослабленного излучения, причем указанные оптические приемники расположены в одной плоскости с излучателем, при этом их оптические оси расположены соответственно под углами 25° и 205° к оптической оси излучателя.
Недостатком известного датчика является не достаточная защищенность его от влияния посторонних источников света, в результате чего имеет место искажение результатов измерения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности измерений за счет исключения влияния посторонних световых излучений.
Предлагается датчик для измерения концентрации пыли, который содержит инфракрасный излучатель с оптическими приемниками отраженного и ослабленного излучения, оптические приемники расположены в одной плоскости с излучателем, ловушку инфракрасного излучения и вычислительное устройство.
Отличием является то, что дополнительно установлены оптические фильтры, отсекающие часть излучения.
Сущность заявленной полезной модели показана на фиг., где представлена схема датчика.
Датчик содержит инфракрасный излучатель 1 и расположенные с ним в одной плоскости оптический приемник 2 отраженного излучения, установленный к оптической оси излучателя под углом 25°, и оптический приемник 3 ослабленного излучения, установленный к оптической оси излучателя под углом 205°. Инфракрасный излучатель имеет известную ловушку 4 для поглощения инфракрасного излучения, для чего ее внутренняя поверхность покрыта специальным составом, исключающим отражательную способность.
Датчик помещен в корпус 5 и имеет вычислительное устройство 6, выдающее показания на индикатор (не показан), расположенный в стационарном или переносном приборе. Поток запыленного воздуха под действием депрессии поступает в измерительную камеру датчика, где на него воздействует инфракрасное излучение с волной 940 мм от излучателя 1. Часть этого излучения отражается от витающих частиц пыли, содержащихся в воздухе и попадает в оптический приемник 2, установленный под углом 25° к оптической оси излучателя, а вторая его часть, ослабленная в результате взаимодействия с частицами пыли, улавливается оптическим приемником 3, установленным под углом 205° к оптической оси излучателя. Остальная часть излучения, не встретившая частицы пыли, проходит в ловушку 4 (световой лабиринт) и гасится. Электрические сигналы от оптических приемников 2 и 3 поступают в вычислительное устройство 6, где происходит обработка их с последующей выдачей результатов на индикатор. Расположение приемников в одной плоскости с излучателем и под углами 25° и 205° к его оси обеспечивает полное улавливание отраженного и ослабленного излучения и при уменьшении или увеличении этих углов повышается разница между текущим и контрольным измерениями. Соотношение ослабленного и отраженного излучений дает в вычислительное устройство информацию о дисперсном составе пыли в заданном диапазоне.
Для повышения помехозащищенности перед каждым оптическим приемником (2) и (3) установлен оптический фильтр (7) и (8), защищающий от попадания на оптический приемник паразитного освещения, например, от светодиодного фонаря.
Оптический фильтр, например, выполненный по технологии интерференционного светофильтра состоит из тонкого плоскопараллельного диэлектрического слоя со способностью преломления, на обе поверхности которого нанесены отражающие слои. На выходе системы образуется бесконечная последовательность убывающих по амплитуде лучей с равной разностью хода между ними, которые интерферируют между собой. Интерференционный светофильтр обладает избирательной пропускной способностью, что в данном случае является существенным.
Излучение модулируется с помощью широтно-импульсной модуляцией с изменяемым коэффициентом заполнения, для снижения потребляемой мощности лазера и получения величины паразитной засветки оптических приемников. Также, во время модуляции, когда датчик находиться в режиме «выключено» проводится измерение паразитной засветки оптических приемников, что позволяет исключать паразитное излучение из формулы для расчета концентрации пыли.
Все признаки полезной модели в совокупности являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатов.