способ определения концентрации пыли и аэрозоля при дуговой сварке

Формула изобретения

Способ определения концентрации пыли и аэрозоля при дуговой сварке, включающий освещение объекта и регистрацию рассеянного им излучения, отличающийся тем, что в качестве источника излучения используют излучение сварочной дуги, измеряют ослабление излучения сварочной дуги по уровню освещенности на оси сварочного факела, затем, используя зависимость концентрации сварочных аэрозоля и пыли от уровня освещенности сварочной дуги, определяют концентрацию пыли и аэрозоля при сварке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерению параметров частиц в двухфазных средах, в частности к определению концентрации пыли и аэрозоля при дуговой сварке. Способ найдет широкое применение в машиностроении, строительстве и других отраслях, где используется дуговая сварка.

Известен способ определения среднего размера и концентрации светорассеивающих частиц, согласно которому среду с исследуемыми частицами подвергают зондированию параллельным пучком высокогерентного света. Прошедший через среду свет расщепляют амплитудно на два пучка равной интенсивности, которые соосно смешивают, формируя в плоскости фотоприемника интерференционную картинку от ансанбля светорассеивающих частиц. Последовательно смещая в поперечном направлении две составляющие расщепленного пучка друг относительно друга определяют полуширину поперечной корреляционной функции, а также усредненное значение поперечной функции когерентности, из которых находят средний размер частиц и концентрацию частиц в среде (см. Авт.св. СССР N 1485070, кл. G 01 N 15/02, БИ N 21, 1989 г.).

Недостатком известного способа является сложность аппаратурного оформления процесса.

Известен способ исследования распределения параметров рассеивающих частиц, согласно которому исследуемый объект освещают сканирующим пучком известной мощности, фиксируют координату освещенной точки объекта в плоскости, обращенной к источнику света, и регистрируют рассеяное излучение от соответствующего данной точке элемента объема объекта с одновременным измерением мощности прошедшего сквозь объект излучения. По зарегистрированному рассеянному излучению судят о распределении рассеивающих центров в элементе объема, а по мощности прошедшего излучения - о рассеивающей способности каждого из центров, (см. Авт.св. СССР N 1642326, кл. G 01 N 15/02, БИ N 14, 1991г.).

Данный способ взят за прототип. Недостатком способа-прототипа является сложность аппаратурного оформления процесса и ограниченное применение в производственных условиях. В настоящее время отсутствуют совершенные методики оценки санитарно-гигиенических условий труда в сварочном производстве.

Задачей создания изобретения является разработка более простого по аппаратурному оформлению и исполнению способа определения концентрации пыли и аэрозоля при дуговой сварке в производственных условиях.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как освещение объекта и регистрация рассеянного им излучения, а также существенных отличительных признаков, таких как в качестве источника излучения используют излучение сварочной дуги. Это исключает применение дополнительного источника излучения, что упрощает процесс в целом, значительно сокращает аппаратурное оформление процесса, дает значительный экономический эффект, позволяет применять способ в производственных условиях.

Измеряют ослабление излучения сварочной дуги по уровню освещенности на оси сварочного факела. Это позволяет измерять объемную конструкцию пыли и аэрозоля в заданной точке без применения сложных и дорогостоящих приборов и оборудования, что позволяет применять способ в производственном процессе.

Используют зависимость концентрации сварочного аэрозоля и пыли от уровня освещенности сварочной дуги и определяют концентрацию пыли и аэрозоля при дуговой сварке.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа, т.е. схема измерения уровня освещенности по оси сварочного факела, где 1 - источник излучения (сварочная дуга), 2 - сварочный факел, 3 - фотодатчик люксметра (Ю-116 с набором насадок светофильтров), 4 - электрод, 5 - изделие.

На фиг. 2 представлена зависимость концентрации сварочного аэрозоля и пыли от уровня освещенности сварочной дуги.

Пример. Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1) Зажигают дугу 1 между неплавящимся электродом 4 (W - электрод) и изделием 5 (Ст.3), замеряют начальный уровень освещенности с помощью люксметра 3 без сварочной пыли и аэрозоля.

Заменяют неплавящийся электрод на плавящийся покрытый электрод 4 (УОНИ-14/45). Сила тока при сварке 200 А. Зажигают сварочную дугу 1 и при появлении сварочной пыли и аэрозоля фиксируют показания люксметра 3 по оси сварочного факела 2. Фотодатчик люксметра 3 устанавливают на расстоянии 0,3 м от дуги. В месте расположения фотодатчика люксметра 3 (первоначально с целью тарировки) производят замер концентрации пыли и аэрозоля известным весовым методом (через фильтр прокачивают исследуемый газ и взвешивают осевшие на фильтре частицы пыли и аэрозоля).

Далее строят зависимость концентрации сварочного аэрозоля и пыли от уровня освещенности сварочной дуги. При использовании способа достаточно произвести замеры уровня освещенности по оси сварочного факела 2 с помощью люксметра 3 и, пользуясь построенной зависимостью (фиг. 2) концентрации сварочного аэрозоля и пыли от уровня освещенности сварочной дуги, определяют уровень объемной концентрации сварочной пыли и аэрозоля в точке замера.