微粒检测器制造技术

提供一种用于检测管道内的气体中的瞬时微粒的存在的装置，所述装置包括：　　　　（ｉ）至少一个照明发射器，其能够从管道外侧和管道对管道的基本整个横截面进行扫射；以及　　　　（ｉｉ）至少一个检测器，用于当光束在所述管道的所述横截面上扫射时检测来自所述照明内的任何微粒的照明的任何闪光的存在和位置，其中，当光束扫射到所述管道的所述横截面上时，所述检测器被配置成安装在所述管道的外部，并且在投射所述管道的扫射区的区域之外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于,检测的装置和方法，包括微粒的监视，并涉及管 道系统。
技术介绍
在4艮多情况下，Wi的存在至少是一种损害，并且最坏甚至是灾难性 的或违法的。微粒可以将杂质携带到不期望其存在的地方。这种地方包括 工业车间和包含空^t量监视的环境。例如，在发电站中，进入涡轮入口中的微粒必需保持最少，以便减少 涡轮叶片上的微粒沉积；这种沉积必须清除，通常是用水喷洗，否则，如 果不执行，就导致涡轮性能的降低和最终具有明显破坏结果的叶片碎裂。 在两种情况下，发电时间都减少。上面所给示例中的无微粒状况应存在于气体、通常是空气iiA^目关区 域的入口中。然而，,不应当通过区域的出口而被排出。例如，来自电 站的废气、包括化工厂处理的工业处理不应当将,排放到大气中。这种 实施是环保不可接受的，并且，,排放必须保持在允许的最大量或法定 的限度之内。在很多发动机系统的设计测试和使用中，排放的,的数量和类型是 发动机效率的函数。包括环境温度和空气压力的很多因素可以影响这个效 率。不充分的运行会是燃料的浪费，会导致损害发动机，使得产生进一步 的低效，以及可能破坏环境、和或发动机系统操作员的健康。所以，为了 优化性能，能够分析发动机的,排放将是有用的。如果实时地运行这种 系统，这也将是有益的。如果这种系统能够反馈到发动机管理系统，使得 允许性能被优化，这将是一种好处。通常，通过一定范围的消除系统的使用来减少1或离开区域的微 粒，所述消除系统通常位于管道中，其中，气体通过所述管道被供应到某 区域或从某区域清除。这类消除系统包括例如过滤器，过滤器、静电除尘器、湿法捕获器的组合。如果消除系统安装不正确或错误，或者消除系统 恶化时，消除系统在减少通过消除系统的微粒方面的效率就下降。普通的 实践是在给定时段之后更换消除系统，所述给定时段通过可接受的消除系 统的性能的经验而确定。然而，也发现，在那个时段过去之前消除系统可 能灾难性地失效了，并且允许不可接受的微粒通过过滤器系统。例如，当 气流很强或消除系统包含一组过滤器而该组中的一个过滤器过早地失效 时，这就特别成问题。当消除失效是不可接受的时，那么，在到达系统寿命之前，应当更换 消除系统或一个或更多的失效的过滤器。这种缺乏更换可能与下列情况有关 由于其减少了过滤器的适当使用而导致的成本不利。 资源的浪费，并且因此破坏资源。 由于工厂停工期将出现得更频繁导致的成本不利。-在一些情况下，对通过消除系统的微粒和气体的抑制失败的可能性 增加，则对人、或对环境、或对由消除系统保护的处理的风险增加。在消除系统中，经常存在对被排除的微粒的最小尺寸的限制，因为更 小尺寸的,对被保护的处理不会产生问题。因为包括那些无关紧要的微 粒的所有,都被计数，微粒计数或信号综合技术可能因此失效。在很多 应用中，情况进一步复杂，因为那些不应当被分析的微粒可能不具有连续 的、稳定的或已知的级别。它们的结果可能是很多复杂M的函数，并可 能是或显得混乱。例如，花粉通过过滤器是无关紧要的，但是，日久天长， 花粉的变化将4吏得微粒计数或整个阻塞测量变得无用。通过传统手段对整个过滤器失效的分析是有局P艮性的，原因在于损害 已经产生。在失效的开始，通过过滤器的微粒可能仅仅比假定将要被排除 的微粒稍大，而传统手段可能不能分辨失效即将来临。所以，需要在管道的横截面上的、用于检测悬浮在这类管道中的气体 中的微粒的装置和方法。基于定期的,检测也导致管道的连续或定期监 视，以便检测高于其正常零值或低可接受水平的瞬时微粒的存在，而本发 明的装置提供这种便利。在这些管道中，当消除系统有效地工作时， 的正常级别^是零(也就是无微粒的)或是非常低和可接受的水平。本 专利技术的优选实施例的装置避免了以横截面的小的样品来代表整个横截面 的假设。当消除系统包括横穿大横截面面积管道而设置的一组过滤器时，就关系到一个特别尖锐的问题。这类管道可以是20平方米的，尽管更典型的 是在5平方米的区域内。例如，可以在发电站的涡^^入口中找到这类过滤 器组，但在其他领域中也很常见。上述的其他m^检测器产生关于管道的整个横截面上的,级别的信息；如果因此发现不可接受的,水平，那 么，必须更换全部消除系统。这种整个更换是昂贵的，并且在一组过滤器 的情况下是不必要的，因为在这组过滤器中可能仅仅一个这种过滤器是失 效的。所以，需要一种,检测器，不但险测管道内不可接受的级别的微 粒，还确定消除系统的何处失效，例如一组过滤器中的哪个过滤器失效并 从而导致不可接受的级别的微粒。然而，由于当在管道中需要维护或运行设备时所遇到的困难，所以， 伴随用于这种环境的,检测器的实施而遇到了微粒问题。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了 一种用于检测管道内的气体中的瞬时,的存在的装置，包括(i) 至少一个发光的发射器，能够从管道和外面对管道的基本整个 横截面进行扫描；以及(ii) 至少一个检测器，用于在光束扫射管道的横截面上时检测来自 照明内的任何微粒的照明闪光的存在和位置，其中，该检测器被配置成安 装在管道的外部，并且在投射管道的扫射区的区域之外。通常，这将意味着观测角基本偏离垂直于管道的扫射横截面平面的 方向。这样，针对不能在投射扫射区的区域中设置相机的管道提供了 一种解 决方案。在一些管道中，管道的角度的改变可以使得相W^设置在投射扫 射区的区域中，然而，在很多应用中，这是不现实的。关于管道的横截面的术语"基本上整个"的意思是充分的管道横截面 被照明，这样，就不需要对所选择的管道的横截面部分的采样和,浓度 的近似均匀性的假设，所以，本专利技术可以在管道的整个横截面上精确而实际地险测微粒的存在。术语"j^上整个"最好要求管道的整个横截面被 照明，但一些空缺是可以容忍的。照明角的范围应当超过管道横截面的50%, 80%更好，最好是卯％。这样，使用中的观测角基本偏离气体流的方向。所以，本专利技术的装置和方法不但适用于在气体经过消除系统之后，尤 其是在例如涡轮的、例如分别在工业处理之前和之后的上游入口中或下游出口中iM^测工业处理的入口或出口中的气体中的瞬时,的存在，而且 适用于确定消除系统中哪里存在着允许微粒通过的故障。本说明书中的术语"微粒"的意思是如銜险形式的动物、植物或矿物 质的、 一个或多个散射中心。尤其是，该术语包括大气中存在的、以及工 业处理和发动机内产生的微小的,材料。本说明书中的术语"气体"的 意思是不与消除系统中使用的材料发生显著的化学反应的g气体材料， 尤其是空气。本专利技术的装置和方法依赖于对被照明的、发光微粒的闪光的检测。术 语"闪光"的意思是来自微粒的亮光的闪烁和闪光。由于发光是来自,的反射，所以闪光可以是在,方向上；至少一些闪光将是在检测器的方 向上。在气体流的区域中，本专利技术的装置及其方法可以更准确地确定在管 道的"整个横截面上的、气体流中悬浮的微粒。如果接近过滤器的出口 的气体基本呈层状，那么，本专利技术的装置最^H殳置在层状流的区域中。在 本专利技术的装置和方法中，检测器与发射光束的同步使得基本只有沿着那条 光束的闪光能够被检测到。其具有的优点是可以检测到光束中的闪光的位 置、并且因此险测消除系统的特定区域、例如过滤器阵列中的过滤器的失 效。另夕卜，从管道的任何其他区域中的微粒产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶戈尔·彼得罗维奇·赞迪，约翰·理查德·班，伦纳德·弗雷德里克·乔治·威廉姆斯，
申请(专利权)人：联合数据欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：