ГОСТ ISO 8178-9—2014
Приложение D
(справочное)
Пример расчета
D.1 Область применения
Поскольку алгоритм обработки (фильтрации) по Бесселю для усреднения результатов измерения дымности
применяется впервые, в настоящем приложении объясняется действие данного алгоритма, приводятся примеры
составления такого алгоритма и расчета окончательного значения дымности с его помощью.
Значения постоянных алгоритма Бесселя зависят исключительно от конструкции оптического дымомера и
от частоты измерений оптической системы. Изготовителям оптических дымомеров рекомендуется указывать окон
чательные величины постоянных фильтра Бесселя для различных значений частоты измерений, чтобы лица, от
ветственные за испытания, могли их использовать при составлении алгоритма Бесселя и в расчетах значений
дымности.
D.2 Общие замечания по поводу фильтра Бесселя
Нефильтрованный сигнал по дымности имеет значительный разброс из-за больших частотных искажений.
Для фильтрации подобных высокочастотных искажений при измерениях дымности необходимо использовать
фильтр Бесселя. Фильтр Бесселя представляет собой рекурсивный фильтр нижних частот второго порядка, кото
рый гарантирует максимальную скорость нарастания сигнала без больших отклонений.
Учитывая реальные геометрические и временные характеристики газового потока во выпускной трубе, каж
дый оптический дымомер будет давать, вообще говоря, различные графики дымности в функции от времени, к
тому же с некоторым запаздыванием. Запаздывание и амплитуда сигнала зависят, главным образом, от геометрии
измерительной камеры оптического дымомера. включая линии пробоотбора, а также от времени, необходимого
для обработки сигнала электронной схемой оптического дымомера. Указанные факторы характеризуются соответ
ственно физическим и электрическим временами отклика, которые представляют собой индивидуальные фильтры
для каждого оптического дымомера. Цель применения фильтра Бесселя — гарантировать возможность построе
ния общей единообразной характеристики фильтрации всей системы оптического дымомера. включающей:
- физическое время отклика оптического дымомера (fp):
- электрическое время отклика оптического дымомера
(1е)\
- время отклика примененного фильтра Бесселя
(tF).
Результирующее общее время отклика системы (X) рассчитывается по формуле
Это время должно быть одинаковым для всех типов оптических дымомеров, если мы хотим, чтобы они да
вали сопоставимые значения дымности. Следовательно, фильтр Бесселя должен быть рассчитан таким образом,
чтобы его время отклика (fp), в совокупности с физическим временем отклика (/р) и электрическим временем
от клика
(te)
данного конкретного оптического дымомера обеспечивало бы необходимое суммарное время
отклика (X). Поскольку величины
tp
и /е задаются для каждого конкретного оптического дымомера, а время X в
настоящем стандарте принято равным 1 с (см. например, А.2.5 иА.2.6), время
tF
может быть рассчитано
следующим образом:
Согласно определению время отклика фильтра
tF
— это время, в течение которого относительное значение
выходного сигнала на выходе фильтра после приложения ступенчатого входного воздействия изменяется от 10 % до
90 %. Следовательно, критическая частота фильтра Бесселя должна подбираться методом итерации до тех пор, пока
время отклика фильтра Бесселя уложится в требуемое время роста сигнала.
На рисунке D.1 показаны кривые изменения ступенчатого входного сигнала и выходного сигнала после филь
тра. а также время отклика фильтра Бесселя
(lF).
Х а
27