Стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана

 

СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ ШАХТНЫХ СИГНАЛИЗАТОРОВ МЕТАНА, содержащий камеру для метано-эоздушной смеси, к одному входу которой подключена емкость с метаном, а выход через побудитель расхода соединен с газовым краном, подключенным.к баллону с проверочно-газовой смесью, образцовый метанометр, соединенный с термокаталитическим датчиком метана , и расходомер, выход которого соединен с колпачком для подключения поверяемого сигнализатора., соединенного с другим входом камеры для мета но-воздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки и настройки, он снабжен проточной реакционной ячейкой, в которой размещен термокаталитический д&тчик, при этом вход проточной реакционной ячейки соединел с газовым краном,. а выход - с входом расходомера.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

Ф«Л Ф

РЕСПУБЛИК

09) 01) З1 ) E 21 F 17/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3528279/22-03 (22) 23. 12. 82 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) И. Э. Биренберг, Г.С. Тросман, M.Á. Львовский, Н.Ф. Тумко, М.М. Данченко и С.M. Савельева (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (53) 622.235(088.8) (56) 1. Патент ФРГ У 2706000, кл. G 01 И Х, 12.02.77.

2. Стенд метрологического обеспечения газоанализаторов СМОГ-1 ° Руководство по эксплуатации 1459.00, 00.000 РЭ. Министерство угольной промышленности СССР, завод Красный металлист", Омск, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке N 3466994/22-03, кл. Е 21 F 17/18. 06.07.82. (54)(57) СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ ШАХТНЫХ СИГНАЛИЗАТОРОВ МЕТАНА, содержащий камеру для метано-Воздушной смеси, к одному входу которей подключена емкость с метаном, а выход через побудитель расхода соединен с газовым краном, подключенным к баллону с проверочно-газовой смесью, образцовый метанометр, соединенный с термокаталитическим датчиком метана, и расходомер, выход которого соединен с колпачком для подключения поверяемого сигнализатора, соединенного с другим входом камеры для мета но-воздушной смеси, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности поверки и настройки, он снабжен проточной реакционной ячейкой, в которой размещен термокаталитический датчик, при этом вход проточной реакционной ячейки соединен с газовым краном,. а выход — с входом

1105667

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

:метана.

Известно устройство для поверки t0 шахтных сигнализаторов метана, включающее баллон с поверочно-газовой смесью и электронную схему, предназначенную для обеспечения процесса поверки шахтных сигнализаторов метана (1) .

Недостатком этого устройства является необходимость применения больших количеств поверочно-газовых смесей для поверки всего парка находящихся в эксплуатации шахтных сиг20 нализаторов метана. Поэтому данное устройство применяется в тех угледобывающих странах (ЧССР, ПНР, ГДР, ФРГ и др.), где в силу географичес25 ких условий заводы-изготовители поверочно-газовых смесей близко распо-. ложены от угольных бассейнов и нет затруднений в снабжении шахт поверочно-газовыми смесями (ПГС).

В СССР предприятия-изготовители

ПГС расположены в европейской части страны, поэтому не представляется возможным обеспечение в необходимых больших количествах ПГС всех угольных шахт страны, опасных по метану, Ç5 особенно расположенных в восточной части ее территории.

Одновременно производство ПГС сдерживается отсутствием пустых баллонов (тары) в необходимых количест- 40 вах и тем, что потребители смесей должны сами вывозить с зазоров-изготовителей баллоны с ПГС. По указанным причинам реализация известного устройства в нашей стране невоз-45 можна.

Известно также устройство для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана, содержащее камеру, ко входу которой присоединена ем- 50 кость с метаном, и газоаналитический прибор, в качестве которого использован интерферометр ЛИР-1. Устройство содержит также схему сигнализации о превышении предельно допусти-55 мого содержания метана в камере f 2).

Недостатком данного устройства являются большие затраты времени на проведение поверочных и настроечных операций. Ввиду того, что поверяемые шахтные сигнализаторы метана помещаются внутри объема газовой камеры стенда СМОГ-1, прямой доступ к их элементам настройки чувствительности невозможен. В случае, если погрешность поверяемых шахтных сигнализаторов метана превышает предельно допустимую величину (+0,3 об.7 СН4), приходится извлекать эти приборы из газовой камеры, производить их ориентировочную подстройку и вновь помещать их в газовую камеру. При этом всякий раз необходимо 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 повторяется до тех пор, пока у всех поверяемых шахтных сигнализаторов метана погрешность измерения содержания метана и срабатывания сигнализации о превышении предельно допустимого значения содержания метана не окажется в пределах допустимых значений. Число повторных циклов поверки и настройки может колебаться от 3 до 6 в зависимости от опыта оператора.

Таким образом, полное время поверки и настройки одного шахтного сигнализатора метана колеблется в пределах от 15 до 20 мин.

Недостатком устройства является также недостаточно высокая точность настройки шахтных сигнализаторов метана, поскольку настройку можно производить только после извлечения шахтных сигнализаторов из объема камеры. При этом подстройку чувствительности производят только ориентировочно, поскольку отсутствует возможность одновременно с подстройкой следить за изменением показаний сигнализатора.

В связи с этим требуется последующая проверка показаний шахтных сигнализаторов, т.е. повторная установка их в камеру и повторение всего цикла операций. Чтобы достичь минимальной, близкой к нулю, погрешности настройки, число таких повторений должно быть велико (до 5-6 раз), и нулевая погрешность настройки. 1105667 может быть достигнута лишь случайно.

Кроме того, причиной недостаточно высокой точности устройства является то, что с помощью интерферометра ЛИР-1 нельзя непрерывно следить за изменением. содержания метана в камере, так как замеры можно производить только в дискретные моменты времени, в то время как содержание метана в камере непрерывно умень- 10 шается вследствие утечек газа в камере и окисления метана в датчиках поверяемых шахтных сигнализаторов метана.

Недостатком устройства является tS высокая стоимость средств метрологического обеспечения, Оптовая цена стенда СМОГ-1 составляет 4900 рублей, из них стоимость интерферометра ЛИР-1 равна 1800 рублей, причем ЛИР-1 явля- 20 ется остродефицитным изделием. Министерству угольной промышленности

СССР выделяют не более 10-t5 штук интерферометров в год при общей потребности 1000 шт. (по два прибора 25 на 1 шахту и приборы для ремонтных мастерских и наладочных предприятий угольной промышленности) для оснащения всех шахт, опасных по метану (400 шахт 3-й категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам угля и газа).

Кроме того, интерферометр ЛИР-2 сложный лабораторный оптико-механический прибор, требующий квалифицированного обслуживания, проверки и юстировки, и эксплуатация его на угольной шахте при наличии в помещениях угольной пыли затруднена.

Известен также стенд для повер- 40 ки и настройки шахтных сигнализаторов содержащий камеру для метано-воздушной смеси со штуцером для подачи метана, соединенную с побудителем расхода, метанометр, расходометр, 45 газовый кран для подключения поверяемого сигнализатора, при этом. камера для метано-воздушной смеси выполнена с присоединительным колпачком и снабжена термокаталити- .50 ческим датчиком метана, который подключен к метанометру, а побудитель расхода соединен через газовый кран для подключения поверочно-газовой смеси с расходомером, выход 55 которого соединен с колпачком для подключения поверяемого сигнализатора, соединенного с присоединительным колпачком камеры для метано-воздушной смеси 3 ).

Недостатком этого устройства является невысокая точность, так как термокаталптический датчик расположен в газовой камере, в которой отсутствует движение газовой среды, а калибровка с датчика происходит в движущемся потоке поверочной смеси.

Цель изобретения — повышение точности поверки и настройки.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана, содержащий камеру для метано-воздушной смеси, к одному входу которой подключена емкость с метаном, а выход через побудитель расхода соединен с газовым краном, подключенным к баллону с поверочно-газовой смесью, образцовый метанометр, соединенный с термокаталитическим датчиком метана, и расходометр, выход которого соединен с колпачком для подключения поверяемого сигнализатора, соединенного с другим входом камеры для метано-воздушной смеси, снабжен проточной реакционной ячейкой, в которой размещен термокаталитический датчик, при этом вход проточной реакционной ячейки соединен с газовым краном, а выход со входом расходометра.

Стенд представляет собой генератор аттестованной метано-воздушной смеси, калибруемый по поверочно-газовой смеси и предназначенный для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана.

На чертеже приведена схема стенда.

Стенд содержит баллон 1 с поверочно-газовой смесью, который через газовый кран 2 соединен со входом проточной реакционной ячейки 3, в которой расположен термокаталитический датчик 4 образцового метанометра 5.

Выход реакционной ячейки соединен через расходомер 6 с колпачком 7 для подключения проверяемого сигналиэатора, с помощью которого метановоздушная смесь подается к поверяемому шахтному сигналиэатору метана.

Емкость 8 с метаном присоединена к камере 9 для метано-воздушной смеси, которая через побудитель расхода

10 соединяется с двухходовым газовым краном 2 и через него связана с про-

1105667

Составитель И. Назаркина

Редактор А. Долинич Техред Т.Маточка Корректор А.Дзятко

Заказ 5566/27 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

\ по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 точной реакционной ячейкой 3, расходомером 6 и колпачком 7, который соединяется со входом камеры 9.

Устройство работает следующим образом. 5

Образцовый метанометр 5 калибруется с помощью поверочно-газовой смеси, которая поступает на термока талитический датчик 4 иэ баллона 1 через двухходовый газовЬй кран 2, проточную реакционную ячейку 3, где расположен указанный датчик 4, и расходомер 6.

Затем, подавая метан из емкости

8 в камеру 9, приготавливают метано-воздушную смесь. Полученная метано-воздушная смесь подается из ка меры 9 с помощью побудителя 10 расхода газа через двухходовой газо1 вый кран 2 к проточной реакционной ячейке 3, где расположен термокаталитический датчик 4 метана образцового метанометра 5, далее через расходомер 6, колпачок 7 к поверяемому шахтному сигнализатору метана. При этом производится его настройка.

Для экономного использования метановоздушной смеси газовый тракт закольцован, для чего колпачок 7 соединен со входом камеры 9. Метано-воздуш- 30 ная смесь аттестуется с помощью образцового метанометра 5 с термокаталитическим датчиком 4.

Камера 9, имеющая емкость около

100 л, является резервуаром для соз- 35 дания необходимого запаса метановоздушной смеси, достаточной, чтобы оперативно произвести поверку и настройку до 50-60 шахтных сигна" лизаторов метана без дополнительно- 40

ro добавления метана из емкости 8 в камеру 9.

Устройство позволяет непрерывно

:ледить за величиной концентрации метана (она медленно уменьшается во 4 времени) в аттестованной метановоздушной смеси, подаваемой к поверяемому шахтному сигнализатору метана.

Для обеспечения заданной точности аттестации метано-воздушной смеси образцовым метанометром 5 указанная смесь пропускается через проточную реакционную ячейку 3 с тем же расходом, что и поверочно-газовая смесь из баллона 1 при калибровке образцового метанометра 5. Контроль за расходом метано-воздушной смеси осуществляется расходометром 6. При опытной проверке работоспособности предложенного устройства было установлено, что имеется зависимость между показаниями образцового метанометра 5 и величиной расхода метановоздушной смеси через проточную реакционную ячейку 3 с расположенным в ней термокаталитическим датчиком

4 метана: чем выше расход поверочно-газовой или метано-воздушной смеси, тем выше и показания образцового метанометра. Поэтому контроль и регулировка расхода метано-воздушной смеси с помощью расходометра 6 позволяет обеспечить равенство расхода этой смеси при калибровке образцового метанометра и при последующей аттестации приготавливаемой метановоздушной смеси и тем самым обеспечить полную эквивалентность режимов указанной калибровки и аттестации.

Получаемая в итоге точность настройки шахтного сигнализатора метана составляет + О, 17 и определяется точностью аттестации метано-воздушной смеси с помощью образцового метанометра. В устройстве-прототипе точность настройки шахтного сигнализатора метана практически ограничивается величиной +0,2-0,3 .