Стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана

 

Изобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах, в частности к средствам газовой защиты. Цель изобретения - повьшение точности и экспресности поверки и настройки стенда. Для этого стенд снабжен емкостью (Е) 1 с.чистым воздухом и допол.нительными Е 3 с чистым метаном с механизмом для периодической их установки (МПУ) между источником 23 излучения и фотоприемником (ФП) 24, установленных на концах С-образного поверяемого сигнализатора . Противоположные стенки Е 1 и 3 О €

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 F 17/18 РУТ лпм т - r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2/ 22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3893 146/22-03 (22) 12.05.85 (46) 15.09.86. Бюл. Р 34 (71) Конотопский ордена Трудового

Красного Знамени электромеханический завод "Красный металлист" (72) В.П. Белоножко, И.Л. Гейхман, В.А. Деняк, Ю.А. Онищенко, И.M. Кривонос и С.К. Слепченко (53) 622.235(088.8) (56) Стенд метрологического обеспе чения газоанализаторов СМОГ-1. Руководство по эксплуатации, завод "Красный металлист", г. Конотоп, 1978, Авторское свидетельство СССР

В 1105667, кл. E 21 F 17/ 18, 1982.

„.SU„, 257242 A 1 (54) СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ

ШАХТНЫХ СИГНАЛИЗАТОРОВ МЕТАНА (57) Изобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах, в частности к средствам газовой защиты. Цель изобретения — повышение точности и экспресности поверки и настройки стенда. Для этого стенд снабжен емкостью (Е) 1 с.чистым возду- хом и дополнительными Е 3 с чистым метаном с механизмом для периодической их установки (МПУ) между источником 23 излучения и фотоприемником (ФП) 24, установленных на концах -образного поверяемого сигналиэатоС ра. Противоположные стенки Е 1 и 3 э

1257242 выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения одинаковых параллельных пластинок 13-16. К F 1 и 3 сбоку от пластинок 13-16 подсоединены открытыми концами 17 и 18 установленные в корпусе 5 сильфоны

11 и 12. Их глухие концы 19 и 20 удалены вбок от емкостей. ФП 24 через усилитель 29 соединен с блоком 30 индикации и регистрации,. Сначала с помощью ИПУ между источником

23 и ФП 24 устанавливают Е 1. Сильфон 11 обеспечивает в ней давление, равное атмосферному. Излучение„ проходя через атмосферу чистого возИзобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах, а именно к автоматическим системам и средствам газовой защиты, их метрологическому обеспечению, и может быть использовано при поверке и настройке шахтных инфракрасных сигнализаторов метана.

Цель изобретения — повышение точности и экспрессности поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана.

На чертеже показан предлагаемый стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана.

Стенд состоит из емкости 1 с метаном .2, емкости 3 с чистым воздухом 4 и дополнительных емкостей с метаном (на чертеже они не видны, так как показан осевой разрез стенда и первая дополнительная емкость находится со стороны чита" åëÿ от плоскости чертежа, а вторая дополнительная емкость находится за плоскостью чертежа). Емкости с метаном и чистым воздухом прикреплены к механизму для периодической их установки между источником и фотоприемником поверяемого сигнализатора метана.

На чертеже этот механизм показан в виде барабана 5, ось 6 которого закреплена в подшипниках 7 и 8 и приводится во вращение шаговым двигателем 9, сигналы на который поступают из управляемого генератора 10. духа, F. 1, пластинки 13 и 14, попадает на ФП 24. Сигнал на ФП 24 равен нулю,, так как концентрация метана в Е 1 равна нулю. Затем ИПУ устанавливают поочередно в каждой поверяемой точке Е 3. В этих случаях также излучение проходит через атмосферу чистого воздуха, E 3 и пластинки 15 и 16. Сигнал на выходе

ФП 24 соответствует концентрации .метана. Число Е 3 в стенде равно числу поверяемых в сигнализаторе метана точек. За счет быстрой и точной смены Е 3 время поверки увеличивается при этом в несколько раз.i ил.

В состав стенда входят также сильфоны 11 и 12 (два других сильфона, как и дополнительные емкости с метаном, на чертеже не видны,). Противоположные стенки емкостей с метаном и чистым воздухом выполнены иэ прозрачных для инфракрасного излучения источника пластинок 13-16 (4 пластинки дополнительных емкостей с метаном не видны), которые установлены параллельно друг другу.

Сильфоны 11 и 12 выполнены глухими и открытыми концами 17 и 18 подсоединены к емкостям 1 и 3 сбоку от пластинок 13-16 так, что их глухие концы 19 и 20 удалены вбок от емкостей.

В состав стенда входит также поверяемый сигнализатор 21 метана, состоящий из Е -образного корпуса

22, на концах которого установлены источник 23 инфракрасного излучения и фОтьприемник 24. Перед источником

23 и фотоприемником 24 в корпусе 22 выполнены окна закрытые плас..инками

25 и 26 также прозрачными для инфракрасного излучения источника 23.

Пластинки 25 и 26 и пластинки 13-16 . емкостей выполнены из одинакового материала (например, из инфракрасного стекла или иртрана) и имеют одинаковую толщину J . База измерения Ь сигналиэатора, или расстояние между внутренними поверхностями пластинок

?5 и 26 равна сумме

1257242 4

gL gijiL i о = 2 4 3 <2d

10 где L — расстояние между поверхностями пластинок 25 и 13 или 14 и 26;

S — толщина слоя чистого воздуха в емкости 1 между пластинками 13 и 14, — толщина пластинки.

Источник излучения 23 подключен к подогревателю 27, который соединен с первым выходом блока 28 питания.

Выход фотоприемника через нормирующий усилитель 29 соединен с блоком

30 индикации и регистрации. Питание с второго выхода блока 28 подается также на нормирующий усилитель 29, фотоприемник 24 и блок 30 индикации и регистрации.

Поверка и настройка шахтного сиг20 нализатора метана на стенде осуществляется следующим образом.

С поверяемого сигнализатора 21 снимают пластинки 25 и 26 (поэтому

25 они показаны пунктиром) и устанавливают сигнализатор, как показано на чертеже. Из управляемого генератора 10 на шаговый двигатель 9 подают пачку импульсов, под действием которых двигатель 9 поворачивает ось 6 так, чтобы емкость 1 с чистым воздухом 2 стала посередине между источником 23 и фотоприемником 24.

Сильфон 11 обеспечивает в емкости

1 давление, равное атмосферному, 35 т.е. сильфон является компенсатором давления для емкостей с чистым воздухом и метаном. На этом подготовительный этап заканчивается.

После этого подают питание из 40 блока 28 на подогреватель 27, фотоприемник 24, нормирующий усилитель

29 и блок индикации и регистрации.

Инфракрасное излучение от источника

23 проходит через атмосферу (поверка <> производится в помещении с чистым воздухом при нормальном для данного сигнализатора давлении и температуре) чистого воздуха путь, затем путь d ч е р е з п л а с т и н к у 1133, затем 50 путь (через атмосферу чистого воздуха в герметичной емкости 1, затем путь о через пластинку 14 и далее проходит путь L через атмосферу чистого воздуха и попадает на фотопри- 55 емник 24. На этом этапе (настройки нуля сигнализатора) концентрация метана на пути Ь инфракрасного излучения от источника 23 до фотоприемника 24 равна нулю, и сигнал с фотоприемника соответствует нулевой концентрации или нулю шкалы. Если напряжение питания с блока 28 соответствует норме, то изменяют уставку нормирующего усилителя 29 и выводят на нуль блок 30. Если до это- го напряжения на выходах блока 28 не соответствовали норме, то приводят их сначала к нормальным значениям и только после этого изменяют уставку усилителя 29 и выводят на нуль блок 30. На этом этап настройки нуля заканчивается.

Подают из генератора 10 на двигатель 9 пачку импульсов, под действием которой двигатель 9 поворачио вает ось 6 на 180, и между источником 23 и фотоприемником 24 устанавливается емкость 3 с чистым метаном 4. Теперь (на этапе поверки сигнализатора в первой точке шкалы) излучение от источника 23 проходит путь L по воздуху, путь о через пластинку 15, путь 1 через метан, путь J через пластинку 16, путь L по воздуху. Сигнал с фотоприемника 24 соответствует концентрации метана С,, равной

С, = 100% = — .100%., (2)

2L<2d<0

Значение концентрации однозначно определяется соотношением pasMepos

Ь и 8,, так как, если удалить боковые пластинки с емкостями с метаном, последний равномерно перемещается с воздухом, создав эту концентрацию (при условии замкнутого объема определенной величины).

Расстояния 0, и d определяют, до начала работы, например микрометром с относительной погрешностью

0,05Х. Поэтому концентрацию метана

I на базе измерения 6 по формуле (2) вычисляют с относительной погрешностью около О, 1Х. Так, например, если первая точка шкалы соответствует концентрации метана 1,5Х абсолютных по метану, то по формуле (2) она вычисляется с погрешностью 1,5+

+0,0015Х по метану, что значительно превосходит точность любых образцовых метанометров (точность по формуле (2) более чем в 100 раз превышает точность образцового метанометра).

На этом этапе изменяют коэффициент

Как и ранее относительная погрешность расчета концентрации С по (3) примерно равна 0,17.. Так, например, для точки шкалы С =3% это состав-г5 ляет 3+0,003 абс.7. по метану.

На этом этапе изменяют коэффициент преобразования нормирующего усилителя 29 на втором поверяемом участке шкалы до тех пор, пока показания Зб блока 30.не совпадут с вычисленной по формуле (3) концентрацией метана С если показания блока индикации С с С, то увеличивают коэффициент преобразования усилителя и наоборот. На этом этап поверки во второй точке шкалы заканчивается.

Снова с генератора 10 на двигатель 9 подают пачку импульсов, под действием которых двигатель 9 повора-щ о чивает вал 6 на 180 и устанавливает между источником 23 и фотоприемником 24 вторую дополнительную емкость с метаном, у которой пластинки расположены на расстоянии дру от дру"а, соответствующем концентрации метана С в третьей поверяемой точке шкалы по формуле с = — oo!,.

Г) (4) Как и для других двух точек относительная погрешность расчета кон.— центрации С по (4) примерно равна

О, 17. Так, например, для точки шка- у лы C = 4,57 это составляет 4,5

+0,0045 абс.7. по метану. На этом этапе изменяют коэффициент усиления

3 12572 усиления нормирующего усилителя 29 на начальном участке шкалы до тех пор, пока показания блока 30 не совпадут с вычисленной по формуле (2) концентрацией метана С, . На этом этап поверки в первой точке шкалы заканчивается.

Далее снова с генератора 10 на двигатель 9 подают пачку импульсов, .под действием которой он поворачива- 1О ет вал на 90 и устанавливает между о источником 23 и фотоприемником 24 первую дополнительную емкость с метаном, у которой пластинки расположены на расстоянии друг от друга, 15 соответствующем концентрации метана С во второй поверяемой точке шкаZ лы по формуле

Г, С,= — 1аа% . (3) гб

42 Ь нормирующего усилителя 29 на третьем поверяемом участке шкалы до тех пор, пока показания блока 30 не совпадут с вычисленной по (4) концентрацией метана Ñ .

Если сигнализатор настраивается на нуль и поверяется в трех точках шкалы, то в состав стенда входит одна емкость с чистым воздухом и три емкости с метаном с различными расстояниями между внутренними сторона..-..йЕ„Е,и С,, ...,,..., I с концентрациями метана в поверяемых точках С,, С и С по формулам (2), (3) и (4). Б общем случае число емкостей с метаном в стенде равно числу поверяемых в сигнализаторе метана точек. Для распространенной в абсорбционных инфракрасных сигнализаторах метана базы изменения о = 250 мм, диапазона измерения содержания метана от О до 5% и поверяемых точек 1,5, 3 и 4,5% расстояния между внутренними параллельными сторонами пластинок емкостей с метаном составляют соответственно

3,75, 7,5 мм и 11,25 мм.

Предлагаемый стенд позволяет по сравнению с известными не только исключить необходимость применения образцового анализатора метана., увеличить точность поверки и в несколько раз уменьшить время поверки,, а также одновременно упростить другие узлы стенда (исключить краны, побудители расхода, камеры для метано"воздушной смеси, специальные помещения с вентиляцией для отвода метана и смеси и т.п.), а также устранить погрешности, связанные с невозможностью равномерно перемещать метан с воздухом, и упростить стенд путем устранения приспособлений для перемешивания. Малые габариты стенда, емкостей с воздухом и метаном и герметичность емкостей позволяют. применять его в любых помещениях и не требуют баллонов с метаном и непрерывного их пополнения, связанного с расходом метана . в известных стендах..

Формула изобретения

Стенд для поверки и настройки

1 шахтных сигнализаторов метана, содержащий емкость с метаном и ïîâåряемый сигнализатор метана. о т л и1257242 нок.

Составитель Г.Нунупаров

Техред И.Попович

Редактор С.Лисина

Корректор И.Шароши

Заказ 4892/27

Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Раушскаянаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности поверки и настройки, он снабжен емкостью с чистым воздухом, дополнительными емкостями с метаном и механизмом с сильфонами для периодичес- кой установки емкостей с метаном и чистым воздухом между источником и фотоприемником поверяемого сигнализатора метана, причем противоположные стенки емкостей выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения источника одинаковых пластинок, установленных параллельно друг другу, а сильфоны выполнены глухими и открытыми концами подсоединены к емкостям сбоку от пласти