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光学互相关流量计总体设计
发布时间:2021-06-21 09:48 浏览次数:

光学互相关流量计总体设计

图 4 是光学互相关流量计的设计方案。烟气气流在烟囱 5 中沿箭头 6 所示的直线方向流动。流量计的发射端 1,包含一个发光二极管 3、发射端驱动器 2 和一个光学透明校准透镜 4。发射驱动器 2 向发光二极管 3 提供一个调制信号,因而发光二极管3 产生一束光束 7,其强度足够穿过烟囱中流动的气流。接收端位于光束的另一端。 接收端 11 和发射端 1 分别位于烟囱 5 的同一直径两端。接收端 11 包括一对接收透镜 9 和 10,这一对接收透镜在光束 7的照射范围内。光束 7 沿烟囱直径方向穿过烟囱 5,与气流的路径相交。光束 7 照射到透镜 9 和 10 上,透镜 9 和 10 位于与透镜 4 相对的窗口 8 的后面,且两个透镜 9 和 10 分布在与气流方向平行的方向。接收透镜 9 和 10 间的间隔距离大于透镜的直径。接收透镜 9 和 10 分别聚焦于光电探测器 D1 和 D2。如图 4 所示,气流中的颗粒沿方向 6 流经烟囱并穿过光束,这些颗粒对光束 7 进行调制,从而产生光闪烁。光闪烁信号被一对相同的光电探测器 D1和 D2 探测到。光电探测器 D1 和 D2 分别产生一个电量输出到各自的信号控制增益放大电路。增益放大电路包括前置放大电路、带通滤波电路和放大电路。放大电路输出的信号进入 A/D 转换电路,A/D转换电路将增益放大电路的输出数字化,并将转换后的数字量输出到 CPU。CPU 接收信号 S1、S2 后,可以计算光电探测器 D1、D2 探测到的光闪烁信号的暂态互相关关系。
为了减小周围光线的影响,发射二极管由发射驱动调制到一定频率。调制频率应该比光闪烁信号的频率稍高一些。通常情况下,存在于工业烟囱中的光闪烁频率低于几百赫兹,因此,调制频率至少为 1kHz。
 
光学互相关流量计总体设计
 
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