Стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов

 

1328 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) О1) Э<д1> Е 21 F 17/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3466994/22-03 (22) 06.07,82 (46) 30.10.83. Бюл. М 40 (72) И.Э,Биренберг, H.ß.Ëàýóêèí, В .И.Кот, Г.С .Тросман, М .Б.львовский, К.С.Романько и А.А.Марченко (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация" .(53) -622.235(088,8) (,56) 1. Авторское свидетельство СССР

К 649984, кл. G 01 N 1/00, 1978.

2. Стенд метрологического обеспечения газоанализаторов СМОГ-1. Руководство по эксплуатации 1459.00.00..

000 РЭ. Министерство угольной промышленности СССР. Завод "Красный металлист", Конотоп, .1978 (прототип). (54)(57) СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ И НАСТРОЙ"

КИ ШАХТНЫХ СИГНАЛИЗАТОРОВ, содержащий камеру для метано-воздушной смеси с штуцером для подачи метана, соединенную с побудителем расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки и быстродействия настройки, стенд снабжен метанометром, расходомером, краном для подключения поверочно -газо вой смеси и краном для подключения поверочного сигнализатора, а камера для метано-воздушной смеси выполнена с-присоединительным колпачком и снабжена термокаталитическим датчиком метана, который подключен к метанометру, при этом побудитель. расхода соединен через кран для подключения поверочно- газовой смеси с расходомером, выход которого соединен с краном для подключения поверочного сигналиэатора, соединенного с присоедини1ельным колпачком камеры для метано-воздушной смеси.

1051328

45

Изобретение относится, к технике безопасности на угольных шахтах, а именно к автоматическим системам и средствам газовой защиты, их метрологическому обеспечению и может 5 быть использовано при. поверке и настройке всех видов шахтных сигналиэаторов метана..

8се сигналиэаторы метана с целью обеспечения их метрологических ха- 10 рактеристик в cooTQeTGTBNN, с ГОСТ 8.

002-71 должны подвергаться различным видам поверок: первичной, периодической, внеочередной и инспекционной.

Периодическая поверка и, в слу- 15 чае необходимости, настройка должны производиться не реже 1 раза 1 в неделю, в связи с тем, что старение чувствительного элемента термокаталитического датчика шахтного 20 сигнализатора метана повышает погрешность измерения содержания метана. Это может приводить к длитель" ным нарушениям точности контроля содержания метана в рудничной атмос- 25 фере и, следовательно, к неверной (ошибочной} оценке степени опасности ситуаций, возникающих при проведении технологического цикла работ в шахте. 30

Известно устройство, реализующее способ поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана, в котором камеру датчика поверяемого шахтного сигнализатора метана заполняют воз35 духом, затем вытесняют постепенно его .из этой камеры поверочно-газовой смесью и по величине напряжения на диагонали моста датчика в момент срабатывания сигнализатора и при полном заполнении камеры поверочногазовой смесью определяют погрешность измерения и срабатывания сигнализации прибора $1) .

Известный стенд применим тогда, когда есть возможность обеспечить шахты изготавливаемыми централизованно поверочно-газовыми смесями в достаточных количествах для поверки всего парка находящихся в. эксплуатации шахтных сигнализаторов метана. Они применимы в тех угледобывающих странах, где в силу географических условий заводы-изготовители поверочно"газовых смесей близко расположены от угольных бассейнов, и нет затруднений в снабжении шахт поверочно-газовыми смесями. л

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана, в котором в камере приготавливают мета-. на-воздушную смесь с заданным содержанием метана, воздействуют этой смесью на датчик поверяемого шахтного сигнализатора метана,. настраивают шахтный сигнализатор путем регулировки чувствительности с помощью потенциометра. При этом поверяемые шахтные сигнализаторы метана устанавливают в объеме газовой камеры стенда СМОГ-1, а содержание метана в метано-воздушной смеси, заполняющей объем газовой камеры, измеряют лабораторным интерферометром ЛИР-1. Показание которого сравнивают с показаниями поверяемых шахтных сигнализаторов метана и в случае, если их погрешность измерения превышает предельно допустимую величину, извлекают шахтные сигнализаторы метана из газовой камеры и производят .их ориентировочную,на= стройку путем регулировки чувствительности с помощью потенциометра.

После этого сигнализаторы подвергают повторной поверке, устанавливая их в объеме газовой камеры стенда СМОГ-1. При этом газовая камера стенда СМОГ-1 открывается, содержание метана в ней снижается> поэтому вновь приготавливают в ней метановоздушную смесь, определяя с помощью интерферометра ЛИР-1 содержание метана )2j.

Процессы поверки-настройки повторяют до тех пор, пока погрешность измерения содержания метана шахтных сигнализаторов не окажется в допустимых пределах. Этот стенд имеет ряд существенных недостатков.

Основной недостаток известного устройства - большие затраты времени на проведение поверочных и настроечных операций. Ввиду того, что поверяемые шахтные сигнализаторы метана помещаются внутри объема газовой камеры стенда СМОГ-l, прямой доступ к их элементам настройки чувствительности невозможен. В случае, если погрешность поверяемых шахтных сигнализаторов метана превышает предельно допустимую величину, приходится извлекать эти приборы из газовой камеры стенда СМОГ-1, производить их ориентировочную подстройку и вновь помещать их в газовую камеру. При этом всякий раз нез 1051 обходимо вновь приготавливать в объеме газовой камеры метано-воздушную смесь, добавляя чистый метан в камеру, определять в ней содержание метана с помощью интерферометра

ЛИР- 1 и сравнивать его показания с показаниями шахтных сигнализаторов метана. Этот процесс продолжа- . ется до тех пор, пока у всех поверяемых шахтных сигнализаторов метана 1О погрешность измерения содержания метана и срабатывания сигнализации о превышении предельно допустимого значения содержания метана не окажется меньше заданного значения, ЧисЛо повторных циклов поверки и настройки колеблется от 2-3 (в лучшем случае) до 5-6," в зависимости от опыта оператора.

20.

Таким образом, полное время поверки и настройки одного шахтного сигналиэатора метана колеблется в .пределах .15-20 мин.

I 25

Кроме того, используя известный стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана точность настройки указанных сигнализаторов оказывается недостаточно высо30 кой, поскольку настройка сигнализатора производится ориентировочно и только после извлечения при.бора из газовой камеры с последующей его вторичной поверкой, так что даже при большом числе повторений числа циклов поверка- настройка и связанных с этим больших затрат времени у оператора, точного совпадания показаний шахтных сигнализаторов метана и интерферометра ЛИР-l, как правило, не происходит, и процесс повторений циклов прекращают после достижения допустимого значения погрешности измерения содержания метана у поверяемых приборов, составляющей +0 3 о6.4 СН4 . Другой причиной недостаточно высокой точности прототипа является то, что с помощью интерферометра ЛИР-l нельзя непрерывно следить эа изменением содержания метана в камере, так как замеры можно производить, только в дискретные моменты времени, в то время как содержание метана в камере непрерывно уменьшается вследствие утечек газа в камере и окисления метана в датчиках поверяемых шахтных сигнализаторов метана.

328 4

В торой недостаток прототипа - высокая стоимость. средств метрологического обеспечения.

Кроме того, интерферометр ЛИР-1 сложный лабораторный оптико-механический прибор, требующий квалифицированного обслуживания, поверки и юстировки, и эксплуатация его на угольной шахте при наличии в помещениях угольной пыли затруднена.

Цель изобретения - повышение точности поверки и быстродействия настройкии.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов, содержащий камеру для метано-воздушной смеси с штуцером для подачи метана, соеди- ненную с побудителем расхода, снаб жен. метанометром, расходомером, краном для подключения поверочно-газовой смеси и краном для подключения поверочного сигналиэатора, а камера для метано-воздушной смеси выполнена с присоединительным колпачком и снабжена термокаталитическим датчиком метана, который подключен к метаномет ру, при этом гюбудитель расхода соединен через кран для гюдключения поверочно-газовой смеси с расходомером, выход которого соединен с краном для подключения поверочного сигналиэатора, соединенного с присоединительным колпачком камеры для метано- .. воздушной смеси.

На чертеже представлен стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов.

Баллон 1 с поверочно-газовой смесью через первый двухходовой кран 2 для подключения поверочно-газовой смеси, расходомер 3, кран 4 для подключения поверяемого сигнализатора, присоединительный колпачок

5 соединен с термокаталитическим датчиком 6 метана метанометра 7.

Термокаталитический датчик 6 и присоединительный колпачок 5 размещены непосредственно в объеме камеры 8. Емкость 9 с метаном через штуцер 10 соединена с объемом камеры 8.

Поверяемый шахтный сигналиэатор 11 метана через присоединительную накладку 12, кран 4, расходомер 3, кран 2, побудитель 13 расхода газа и штуцер 14 также соединен с объемом камеры 8.

1051328

Принцип действия предлагаемого стенда следующий.

Калибруют встроенный образцовый метанометр 7 с термокаталитическим датчиком 6 метана с помощью поверочно-ra3oeoA смеси, которую подают на датчик 6 из баллона 1 через первый . кран 2, расходомер 3, кран 4 и присоединительный колпачок 5. Затем отсоединяют присоединительный кол пачок 5 от термокаталитического датчика 6, тем самым сообщая его с объемом камеры 8. Далее приготавливают в объеме камеры 8 метано-воздушную смесь, подавая метан из емкости

9 через штуцер 10 в камеру 8, заполненную воздухом. Аттестуют полученную в камере 8 метано-воздушную смесь, определяя в ней содержание метана с помощью встроенного метанометра 7 с термокаталитическим датчи" ком 6.

Аттестованную метано-воздушную смесь с известным содержанием метана из камеры 8 через штуцер 14 подают с помощью побудителя 13 расхода газа через кран 2, расходомер 3, кран 4 и присоединительную накладку

12 к поверяемому шахтному сигнализатору 11 метана, расположенному за пределами камеры 8. 5

С равнивают показание поверяемого сигнализатора 11 метана с показанием образцового метанометра 7, который, как уже отмечалось, показывает содержание метана B аттестованной метано-воздушной смеси, подаваемой на датчик поверяемого сигнализатора метана.

В случае, если погрешность измерения содержания метана поверяемого шахтного сигнализатора, обнаруженная при измерении им содержания метана в аттестованной метано-воздушной смеси, превышает допустимую, производят настройку шахтного сигнализатора однократно, до момента совпадения показаний сигна-. лиэатора метана с показаниями образ" цового метанометра. Настройку шахтного сигнализатора метана производят путем регулировки чувствительности с помощью потенциометра. Для калибровки встроенного образцового мета10

46

ВНИИПИ Заказ 8636/38 филиал illln "Патент", г. нометра можно использовать поверочно-газовые смеси, выпускаемые в баллонах емкостью 12 л, давлением

50-100 атм с концентрацией метана

1,5-2,5 об.Ф и абсолютной погрев" ностью анализа +0,02 об.3 СН4. Стабильность чувствительности во времени термокаталитического.датчика 6 встроенного образцового метанометра

7 позволяет производить его калиб ровку не чаще одного раза в сутки, что при расходе поверочно-газовой смеси на одну калибровку около 1 л дает возможность расходовать 1 баллон емкостью 12 л и давлением 50100 атм в течение одного года.

Содержание метана. в метано-воздушной смеси, приготавливаемой в камере 8 и аттестуемой образцовым метанометром 7, находится в диапазоне метана 0-2,5 об.4, поскольку верхний предел диапазона измерений по ГОСТ 24032-80 для шахтных сигнализаторов метана не превышает 2,5 об.

СН4 и по требованиям безопасности

ГОСТ 24032-80 при появлении в камере концентрации метана более 2,5 об.4 следует обеспечить работу сигнализации.

Предел основной абсолютной погрешности измерения содержания метана в аттестованной метано-воздушной смеси встроенного образцового метанометра 7 с термокаталитическим датчиком 6 не превышает «+0,1 об.4 СН4, что достаточно для обеспечения поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана, имеющих предел основной абсолютной погрешности измерения содержания метана +0,3 об.Ф ÑÍ4.

Поскольку в качестве термокаталитического датчика 6 образцового метанометра 7 используется датчик от серийно выпускаемого шахтного сигнализатора метана-, то для обеспечения требуемого по ГОСТ 24032-80 тройного метрологического запаса датчик метана 6 питается от аысокостабильного стабилизированного источника напряжения, а в качестве измерителя содержания метана встроенного образцового метанометра 7 используется цифровой измерительный прибор высокой точности.

Тираж 444 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4