Переносной шахтный сигнализатор метана

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и сигнализации концентрации и скорости ее нарастания метана в шахтах. Цель изобретения - повышение точности оценки степени опасности газовой ситуации. Сигнализатор содержит датчик метана, пороговые элементы нижнего и верхнего уровней концентрации метана, блок памяти, блок сигнализации, схемы совпадения, формирователи импульсов. Цель достигается за счет учета скорости нарастания концентрации и исключения ложных срабатываний при "всплесках" концентрации метана менее 2%. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (l1) (51) 4 E 21 F 17/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу сигнализатора.

Сигнализатор содержит датчик 1 метана, пороговые элементы нижнего 2 и верхнего 3 уровня концентрации метана, блок 4 памяти, выход которого подключен к первому входу блока 5 сигнализации.

В состав сигнализатора введены новые элементы и связи между ними: первая 6 и вторая 7 схемы совпадения,, формирователь 8 импульса заданной длительности и формирователь 9 импульса считывания.

Блок 5 сигнализации (фиг. 2) содержит логические элементы 10 — 12, причем к выходу элемента 12 подсоединен ключевой транзистор 13, к колГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР (21) 4288578/23-25 (22) 23.07.87 (46) 15.12.89. Бюл. №- 46 (71) Г>сударственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизациян (72) И.Э.Биренберг, М.Б.Львовский и Г.С.Тросман (53) 687.58 (088.8) (56) Биренберг И.Э. и др. Новый сигналиэатор контроля метана для угольных шахт ° — Безопасность труда в промышленности, ¹ 99,, 11998855, с. 39-40 °

Авторское свидетельство СССР № 384379, кл. Е 21 F 17/18, 1968.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного автоматического контроля концентрации метана и скорости ее нарастания в атмосфере угольных шахт, разрабатываю(цих пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, а также для сигнализации о превышении допустимых норм концентрации метана и скорости ее нарастания, Целью изобретения является повышение точности оценки степени опасности газовой ситуации.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого сигнализатора; на фиг. 2 — блок сигнализации переносного шахтного сигнализатора метана; на

2 (54 ) ПЕ PE HOС НОЙ ШАХТНЬЙ СИГНАЛИЗА

TOP МЕТАНА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и сигнализации концентрации и скорости ее нарастания метана в шахтах. Цель изобретения — повышение точности оценки степени опасности газовой ситуации. Сигнализатор содержит датчик метана, пороговые элементы нижнего и верхнего уровней концентрации метана, блок памяти, блок сигнализации, схемы совпадения, формирователи импульсов. Цель достигается за счет учета скорости нарастания концентрации и исключения ложных срабатываний при всплесках концентрации метана менее 2%. 3 ил.

1528932

55 лектору которого подключен светодиод 14 сигнализации, соединенный своим анодом с источником питания. Элементы 10 и 11 образуют генератор импульсов частоты модуляции, которая задается емкостью 15 и резистором 16.

Один вход элемента 11 соединен через емкость 17 и транзистор 18 с выходом блока 4 памяти, другой вход элемента

11 соединен с выходом порогового элемента 3 верхнего уровня концентрации метана.

Сигнализатор работает следующим образом.

При газодинамическом явлении (внезапном выбросе угля и газа) на датчик 1 поступает концентрация метана

C(t), величина которой интенсивно увеличивается во времени (график А на фиг. 3). Сигнал с выхода датчика 1 поступает на входы пороговых элементов нижнего 2 и верхнего 3 уровня концентрации метана. Первым срабатывает пороговый элемент 2 нижнего уровня концентрации метана, который настроен на величину уставки 1,8об.7

СН q.

В момент срабатывания элемента 2 напряжение на его выходе И меняется скачком от напряжения логической единицы до напряжения логического три

При этом запускается формирователь 8 импульса заданной длительности, который вырабатывает импульс, длительностью 1 с (эта величина может быть изменена при настройке сигнализатора). Сигнал логического нуля с выхода порогового элемента 2 поступает также на один из входов первой схемы 6 совпадения.

После срабатывания порогового элемента 3 верхнего уровня концентрации метана (он срабатывает вслед за пороговым элементом 2 при концентрации

2,0 об.X СН, так как концентрация метана продолжает увеличиваться), сигнал логической единицы с выхода порогового элемента 3 поступает на блок 5 сигнализации, при этом генератор на логических элементах 10 и

11 начинает вырабатывать импульсы, которые поступают на светодиод 14 сигнализации через логический элемент 12 и транзистор 13. При этом светодиод включается в такт с этими импульсами.

Частота импульсов определяется емкостью 15 и резистором 16, а также

50 емко< тью 17 н со<.тоянием трапа}и.тор»

18.

Также сигнал логической единицы с выхода порогового элемента 3 поступает на другой вход первой схемы

6 совпадения, на первом входе которой будет сигнал логического нуля с выхода порогового элемента 2. Б результате на выходе первой схемы 6

1 совпадения будет импульс И логического нуля, длительность которого равна промежутку времени между момента.— ми срабатывания пороговых элементов

2 и 3. Этот импульс логического нуля поступает на один вход второй схемы

7 совпадения, а на другой ее вход поступает импульс И логической единицы заданной длительности 1 с выхода формирователя 8.

Если промежуток времени между моментами срабатывания пороговых элементов 2 и 3 меньше 1 с то на ныходе второй схемы 7 совпадения будет импульс И логической единицы с длительностью, равной разности длительностей импульсов на входах схемы 7 совпадения. Этот импульс логической единицы поступает на один из входов блока 4 памяти и при этом на em выходе устанавливается сигнал И логической единицы.

В случае, если скорость нарастания концентрации метана будет меньше уставки, т. е. длительность промежутка времени между импульсами на входах первой схемы 6 совпадения будет больше 1 с, то на выходе второй схемы 7 совпадения будет напряжение логического нуля, которое не вызовет изменения состояния на выходе блока

4 памяти. В этом случае будет работать сигнализация о превышении уставки по концентрации метана 2,0 об.X с частотой 1Гц (график В на фиг. 3), так как транзистор 18 будет закрыт.

При появлении импульса логической единицы на выходе блока 4 памяти и соответственно на входе блока 5 сигнализации, открывается транзистор 18 и емкость 17 подключается к генератору на логических элементах 10 и 11.

При этом частота импульсов его увеличивается до 2 Гц (напряжение И, на выходе логического элемента 12).

Следовательно, при срабатывании сигнализации по скорости нарастания концентрации метана световая сигнализация работает с большей частотой

5 1 5289 следования импульсон. (:игнализация будет происходить до тех пор, пока концентрация метана не снизится. ниже 2 об.7, при этом сработает цоро5 гоный элемент 3, напряжение на его выходе изменится с логической единицы до логического нуля, формирователь 9 импульса считывания вьщает короткий импульс И,, логической еди- 10 ницы на второй вход блока 4 памяти и напряжение на его вьгходе изменится с логической единицы до логического нуля (возвращение в исходное состояние). Напряжение логического нуля поступит на входы генератора на элементах 10 и 11 блока 5 сигнализации и сигнализация отключится.

Уставка по скорости срабатывания сигнализации может быть изменена пу- 20 тем регулировки длительности импульса на выходе формирователя 8 или уставок срабатывания пороговых элементов 2 и 3. В данном случае устанка по скорости равна 0,2 об.X/ñ, так 25 как разность уставок срабатывания пороговых элементов 3 и 2 равна

0,2 об.Х, а длительность импульса на выходе формирователя 8 равна 1 с.

Фактически в сигнализаторе регистрируется скорость нарастания концентрации метана в точке 2 o6.X. Это позволяет избавиться от ложных срабатываtl ll ний сигнализации при всплесках концентрации метана менее 2 об.Ж, что повышает надежность работы сигнали эатора.

32 6

Ф и р м у л а и з и б р е т е н и я

Переносной шахтгп и сигнализ а тор метана, содержащий датчик ме гана, пороговые элементы нижнего и нерхнего уровней концентрации метана, блок памяти, блок сигнализации, выход которого подключен к первому входу, причем выход датчика метана соединен с входами пороговых элементов, а выход блока памяти подключен к первому входу блока сигнализации, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыше.— ния точности оценки степени опасности газовой ситуации, он содержит первую и вторую схемы совпадения, формирователь импульса считывания, причем один вход первой схемы совпадения соединен с выходом порогового элемента нижнего уровня концентрации метана и с входом формирователя импульса заданной длительности, второй вход первой схемы сонпадения соединен с выходом порогового элемента верхнего уровня концентрации метана, входом формирователя импульса считывания и вторым входом блока сигнализации, первый вход второй схемы совпадения соединен с выходом первой схемы совпадения, второй вход — с выходом формирователя импульса заданной длительности, .блок памяти соединен первым входом с выходом второй схемы совпадения, а вторым входом— выходом формирователя импульса считывания. физ.

1528932 авиа 2

Составитель В.Немцев

Редактор Ю.Середа Техред Л.Олийнык Корректор И.Иуска

Заказ 7836/30 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101