专利名称：全自动烟度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境保护用的测量仪器，特别是一种主要用于测量汽车黑烟浓度的烟度计，属汽车附属的测量仪器领域。
众所周知，汽车尾气黑烟浓度高，不但显示燃料未充分燃烧，浪费能源，而且造成大气环境的严重污染，危及人群的健康。
现有烟度计的主机是由抽气泵抽入废气，经取样管至滤纸及滤纸夹紧机构，通过光电检测器，由光源照射被染黑的滤纸，反射光使光电元件产生电流，完成废气的烟度检测。目前市场销售的烟度计只有手动式和半自动式两种，这些烟度计存在如下不足之处1.抽气泵的活塞要人工复位，效率较低；2.没有清洗功能，取样管道较易被烟尘堵塞，取样管道内存留有上一次测量的烟气，对测量结果会引起误差；3.光源及光电元件安装在滤纸的下方，灰尘、炭粒、滤纸纤维等杂物因重力作用易落入光源及光电元件内，影响光线的发射与接收，致使仪器的零点发生漂移，如不及时处理，将会导致光源烧毁；4.滤纸的夹紧利用弹簧的弹力，且与抽气泵的活塞联动，活塞压下相当费力，滤纸的夹紧力较小，易产生漏气现象。
本实用新型的目的是提供测量精度高、稳定性好、功能齐全、重复性好的烟度计以满足市场需要。
本实用新型的目的是这样实现的由主机、空气压缩机、数据打印器三个独立部份组成的全自动烟度计，其特征是采用压缩空气作为动力，利用压缩空气将抽气泵的活塞复位。每次抽气完毕，自动用压缩空气吹洗取样管道，取样管道不会被烟尘堵塞，而且能保证每次测量结束之后取样管内充满新鲜空气，防止因管内残留烟气而造成测量误差。光电检测器的光源及光电元件安装在滤纸的上方，烟气从滤纸的上方进入，形成的烟斑也就在滤纸的上面。灰尘、炭粒、滤纸纤维等杂物不会因重力作用落入光源和光电元件内，因而不会因这些杂物影响光线的发射和接收而产生零点漂移问题。由于采用压缩空气夹紧滤纸，不需要人工去推压弹簧，而且压力大，密封性好。为了实现全自动操作，本仪器具有自动复位、自动走纸、自动清洗、自动打印、数字显示、超标报警等功能。
本实用新型根据国家标准GB3843－83《柴油车自由加速烟度排放标准》、GB3844－83《汽车柴油机全负荷烟度排放标准》、GB3846－83《柴油车自由加速烟度测量方法》和GB3847－83《汽车柴油机全负荷烟度测量方法》设计和制造，测量原理、测量方法和技术参数符合上述标准的要求。
本实用新型具有如下主要优点1.由于实现了全自动，故操作简单、测量迅速，减少了操作上的麻烦，提高了检测效率。
2.光电检测器能长期稳定工作，灵敏度高，使用寿命长。
3.滤纸夹紧机构设计合理，气体消耗量很少，动作快捷可靠。
本实用新型是一种柴油车和柴油机排放的烟度的检测仪器，它可广泛在公安系统车辆监理部门、环境保护部门、汽车制造厂修理厂、柴油机制造厂以及研究单位使用。
本实用新型的测量原理及具体结构特点由以下实施例及其附图
给出图一全自动烟度计外观图其中1.空气压缩机2.主机3.数据打印器图二烟度计测量原理图其中4.汽车排气管5.取样管6.滤纸7.滤纸夹紧机构8.光电检测器9.光源10.光电元件11.被染黑的滤纸12.抽气泵13.滤纸传动机构图三现有的滤纸夹紧机构和光电检测器剖视图其中14.滤纸传动机构15.光电检测器16.滤纸垫片17.光源18.光电元件19.烟气入口20.抽气泵21.活塞杆22.活塞23.顶杆24.下压纸盖25.下盖弹簧26.滤纸图四本实用新型滤纸夹紧机构和光电检测器剖视图其中27.光电检测器28.光源29.绝缘体30.反光罩31.上机座32.光电元件33.滤纸传动轮34.烟气入口35.压缩空气入口36.压纸气缸盖37.密封圈38.上压纸盖
39.弹簧40.滤纸41.下压纸盖42.下机座43.气嘴首先在图一中给出了全自动烟度计由空气压缩机(1)、主机(2)及数据打印器(3)三大部件组成。
烟度计的测量原理由图二给出在图二中，将取样管(5)插入汽车排气管(4)中，在取样之前先使滤纸夹紧机构(7)动作，将滤纸(6)夹紧。取样时，抽气泵(12)的活塞上升，泵内形成负压，将汽车废气抽入泵内。废气在流经滤纸(6)时，碳烟微粒就积累在滤纸上，使滤纸染黑，形成一个圆形的烟斑。然后滤纸传动机构(13)动作，滤纸夹紧机构(7)的烟斑就移动到光源(9)的下面。光源(9)发出的光照射到被染黑的滤纸(烟斑)上，光线再从烟斑(11)反射到光电元件(10)上，于是光电元件(10)就产生光电流，光电流的大小就反映了汽车黑烟排出的浓度。
为了能更清楚地反映本实用新型的主机部分的总构特点(见后面的图四)，有必要给出现有的烟度计的主机部分结构剖视图(图三)。
现用图三对现有的烟度计加以说明在图三中，左边为光电检测器(15)，右边的上部为抽气泵(20)，抽气泵的下方为滤纸夹紧机构(24)。抽气时，活塞(22)及活塞杆(21)在活塞杆弹簧(图中未画出)的作用下向上运动，顶杆(23)松开，下压纸盖(24)在下盖弹簧(25)的作用下向上移动，将滤纸(26)压紧。同时抽气泵内形成负压，将被测烟气从底部的烟气入口(19)抽入，经过滤纸(26)的过滤后进入抽气泵(20)内，碳烟就被收集在滤纸(26)的底面。由此可见，滤纸(26)的夹紧力就等于下盖弹簧(25)的弹力。此弹力一般在100牛顿左右。过分增大下盖弹簧(25)的弹力，将会使活塞(22)复位困难。因为活塞复位时除了要克服下盖弹簧(25)的弹力外，还要克服活塞杆弹簧(图中未画出)的弹力。
由图三还可见，光电检测器(15)安装在滤纸(26)的下方。由于烟气是从滤纸夹紧机构(24)的底部进入，形成的烟斑也就在滤纸的底面。当滤纸(26)被传送到光电检测器(15)的上方时，烟斑中有些游离的炭粒、灰尘、滤纸纤维等，就会在重力的作用下落入光电检测器(15)内，散落在光电元件(18)和光源(17)上。这些杂质不断积累，足以影响光源(17)的能量辐射和光电元件(18)对能量的接收，致使仪器的零点不断漂移，严重时如不及时处理，将会导致光源烧毁。
最后，通过图四对本实用新型结构中的关键技术加以说明在图四中，左边部分是滤纸夹紧机构，右边部分是光电检测器。滤纸夹紧机构主要由上压纸盖(38)、下压纸盖(41)、压纸气缸盖(36)和弹簧(39)等组成。上压纸盖(38)可以在气缸内上下移动。平时，它在弹簧(39)的作用下，升到最高位置。此时，上、下压纸盖之间有一缝隙，滤纸(40)可以自由通过。当将压缩空气从压缩空气入口(35)通入时，上压纸盖(38)在气压的作用下向下移动，弹簧(39)被压缩，滤纸(40)被夹紧。本实用新型设计的滤纸夹紧力为500牛顿，是现有烟度计滤纸夹紧力的5倍。由图四可见，上压纸盖(38)实际上是压纸气缸的活塞，它的行程很短，只有数毫米。气缸的空腔容积也只有几毫升，因而气体消耗量很少，动作快速。被测的烟气从滤纸夹紧机构顶部的烟气入口(34)进入，经过滤纸(40)的过滤，炭粒、烟尘被收集在滤纸(40)上，在滤纸的上面形成一个圆形的烟斑，被过滤之后的气体从底部的气嘴(43)进入抽气泵(图中未画出)。上述滤纸夹紧机构是本实用新型首创的特征之一。
本实用新型的特征之二是光电检测器安装的滤纸的上方。其烟气从滤纸上方进入，形成的烟斑也就在滤纸的上面。光电检测器主要由光源(28)、反光罩(30)和光电元件(32)组成。光源(28)产生的光通过光电元件(32)中间的圆孔投射到滤纸(40)上，光线再从滤纸(40)反射到光电元件(32)上。光电元件(32)接收到此反射光产生光电流。当滤纸未被污染时，它的反射率ρ＝1，反射光最强，光电元件(32)产生的光电流最大，把与此电流值相对应的指针刻度定为0波许单位。当滤纸全黑时，反射率ρ＝0，反射光等于零，光电元件(32)的光电流等于零，对应的刻度定为10波许单位。
(烟度计的使用方法为公知技术，详细操作过程可参阅使用说明书)本实用新型的主要技术指标1.测量范围0～10波许单位(Rb)2.准确度±3％3.重复性±2％4.稳定性±2％／h5.取样系统抽气量330±15ml
6.抽气泵抽气动作时间1.4±0.2S7.滤纸有效工作面直径32±0.5mm8.电源电压交流220V±10％9.消耗功率约170VA
权利要求1.一种由主机、空气压缩机、数据打印器三个独立部份组成的全自动烟度计，其特征在于A.光电检测器(27)的光源及光电元件(32)安装在滤纸(40)的上方，形成的烟斑也在滤纸的上面；B.烟气从滤纸(40)的上方进入，灰尘炭粒、滤纸纤维等杂物不会因重力作用落入光源(28)和光电元件(32)内；C.每次抽气完毕，自动用压缩空气吹洗取样管道，防止因管道残留烟气而造成测量误差；D.滤纸夹紧机构装置采用气动夹纸机构。
2.根据权利要求(1)所述的装置，其特征在于由光源(28)、反光罩(30)和光电元件(32)组成的光电检测器(27)，其光源(28)产生的光通过光电元件(32)中间的圆孔投射到滤纸(40)上，光线再从滤纸(40)反射到光电元件(32)上而产生光电流。
3.根据权利要求(1)所述的装置，其特征在于由上压纸盖(38)、下压纸盖(41)、压纸气缸盖(36)和弹簧(39)等组成的滤纸夹紧装置机构，当压缩空气从压缩空气入口(35)通入时，上压纸盖(38)在气压的作用下向下移动，弹簧(39)被压缩，滤纸(40)被夹紧。
4.根据权利要求(3)所述的装置，其特征在于上压纸盖(38)实际上是压纸气缸的活塞。
5.根据权利要求(3)、(4)所述的装置，其特征在于被测的烟气从滤纸夹紧机构顶部的烟气入口(34)进入，经过滤纸(40)的过滤，在其中形成一个圆形的烟斑，被过滤之后的气体从底部的气嘴(43)进入抽气泵(12)。
专利摘要全自动烟度计是环境保护用的测量仪器，用于测量汽车排气的黑烟浓度。它由主机、空气压缩机、数据打印器三个独立部分组成。其特征主要是光电检测器安装在滤纸上方，烟气从滤纸上方进入，并采用气动夹纸机构及取样管道自动吹洗装置，从而实现全自动操作和克服现有烟度计抽气泵不能自动复位的问题、且具有测量精度高、功能齐全、重复性、稳定性好等优点。
文档编号G01N21/59GK2080669SQ9022090
公开日1991年7月10日 申请日期1990年9月17日 优先权日1990年9月17日
发明者邓德化 申请人:佛山分析仪器厂