СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНОГО ФАКЕЛА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам, и может быть использовано для контроля угла распыла дисперсных сред.

Известны пассивные и активные оптические способы диагностики структуры распыла топлива, включающие: скоростное микрофильмирование, стробоскопирование, зондирование распыла лазерным излучением (см. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. - М.: Машиностроение, 1981. С. 17-21, 64; Подача и распыливание топлива в дизелях. / Под ред. проф. И.В. Астахова. - М.: Машиностроение, 1972. С. 292-293, 324-325; Лышевский А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях. - Л.: Судостроение, 1971. С. 25-26, 187-189; Le Gal, P., Farrugia, and Greenhalgh, D.A.: Laser Sheet Dropsizing of Dense Sprays, «Optics & Laser Technology», 31, 1999 г., с. 75-83; патенты РФ №2240536, №2421722 и др.).

Недостатками данных способов являются технологические сложности при реализации методов, значительные времена проведения измерений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения угла распыла, основанный на визуализации продольного среза распыла топлива путем зондирования световым сектором толщиной менее 5 мм вдоль оси распыла и последующего измерения угла в пределах заданной области продольного среза распыла ручным или автоматическим способом (см. Карачинов В.А., Ильин С.В., Торицин С.Б., Карачинов Д.В. Телевизионные методы диагностики форсунок. // Вестн. новгородского гос. ун-та. 2004. №26. С. 155-160), принятый за прототип.

Недостатком данного способа является низкая достоверность из-за того, что измерения проводятся только в одной продольной плоскости распыла.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности способа измерения угла распыла.

Технический результат заявляемого решения - повышение достоверности способа измерения угла распыла за счет того, что зондирование распыла вдоль оси форсунки осуществляют одновременно двумя световыми секторами, пересекающимися по оси форсунки, при этом регистрацию сигналов, несущих информацию о яркостных контрастах изображений двух соответствующих (выделенных) продольных срезов распыла топлива, производят одновременно двумя матричными фотоприемниками. Таким образом, почти мгновенно удается визуализировать возможную асимметрию распыла, а следовательно, повысить достоверность способа измерений угла распыла топлива (см. Булашев С.В. Статистика для трейдеров. - М.: Компания Спутник+, 2003. - 245 с.).

Для уменьшения влияния фоновой засветки визуализируемого продольного среза в свете длины волны λ_i, создаваемой зондирующим световым сектором с длиной волны излучения λ_k и ориентированным (направленным) вдоль оптической оси соответствующего матричного фотоприемника, и, соответственно, для улучшения показателей регистрируемого полезного сигнала, несущего информацию о яркостных контрастах изображения, визуализируемого продольного среза (сечения) распыла топлива используют матричные фотоприемники с различной спектральной чувствительностью (см. Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения. СПб: Политехника, 1991. - 240 с.). Это также способствует повышению чувствительности метода и его достоверности.

Для достижения технического результата предложен способ измерения угла распыла топлива путем зондирования распыла световым сектором вдоль оси форсунки, регистрации матричным фотоприемником сигнала, несущего информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла, и последующего измерения угла в пределах заданной области продольного среза распыла ручным или автоматическим способом. При этом зондирование распыла осуществляют двумя световыми секторами, пересекающимися по оси форсунки и отличающимися длинами волн излучения, а сигналы, несущие информацию о яркостных контрастах изображений соответствующих продольных срезов распыла топлива, регистрируют одновременно двумя матричными фотоприемниками, отличающимися спектральной чувствительностью.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации метода.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источники света; 2 - форсунка; 3 - распыл топлива; 4 - световой сектор; 5 - матричный фотоприемник (телевизионная камера) с максимальной чувствительностью на длине волны λ₂; 6 - канал связи; 7 - персональный компьютер (ПК) с программным обеспечением; 8 - матричный фотоприемник (телевизионная камера) с максимальной чувствительностью на длине волны λ₁; 9 - ось форсунки.

Способ осуществляется следующим образом.

Источники света 1 осуществляют одновременное зондирование световыми секторами 4 с длинами волн соответственно λ₁ и λ₂, толщиной менее 5 мм, пересекающимися по оси форсунки 9, распыла топлива 3, формируемого форсункой 2. При этом одновременно матричным фотоприемником 5, управляемым по каналу связи 6 с помощью ПК 7, регистрируют сигнал, несущий информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла топлива в свете длины волны λ₂, а матричным фотоприемником 8, управляемым по каналу связи 6 с помощью ПК 7, регистрируют сигнал, несущий информацию о яркостном контрасте изображения продольного среза распыла топлива в свете длины волны λ₁. Эти сигналы, поступившие на ПК 7, как и в прототипе, обрабатывают с помощью программного обеспечения (см. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2005611098 РФ. Программа для измерения геометрических характеристик факела распыла (Fakel 1.0) / Ильин С.В., Карачинов В.А., Челпанов В.И. // Программы для ЭВМ, базы данных, топологии ИМС О.Б. - 2007) и производят измерение угла распыла в пределах заданной области каждого продольного среза распыла ручным или автоматическим способом, что дает возможность учета асимметрии распыла.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

- повысить достоверность способа измерения угла распыла;

- повысить технологичность измерений;

- уменьшить методическую погрешность измерений.