УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА Российский патент 2000 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области охраны труда, в частности к приборам для определения запыленности воздуха.

Известно устройство для отбора проб воздуха на запыленность и загазованность (Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. М. : Агропромиздат, 1989, с 28), состоящий из электродвигателя, приводящего во вращение воздуходувку, соединенную посредством резиновых шлангов с четырьмя ротаметрами, которые в свою очередь соединены с патронами, внутри которых расположены фильтры.

Недостатком данного устройства является невозможность оперативного контроля запыленности воздуха. Это связано с тем, что контроль запыленности воздуха производится периодически, при этом получают суммарную оценку за какой-то промежуток времени Δ t, а за период времени между измерениями может произойти превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) по запыленности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для определения запыленности газов (авт. св. N 1627924), содержащее входной патрубок, герметично соединенный с камерой, в которой установлен фильтр, соединенный с камерой выходной патрубок, регистрирующую аппаратуру, причем фильтр с помощью крепежного элемента герметично установлен в торце дополнительно введенного в устройство эластичного рукава, противоположный конец которого герметично соединен с входным патрубком, причем крепежный элемент выполнен с возможностью перемещения внутри камеры и снабжен указателем положения, связанным с регистрирующей аппаратурой.

Недостатком данного устройства является невозможность определения запыленности в динамике процесса, т.е. определение концентрации в конкретный момент времени.

Задача изобретения - повышение качества оперативного контроля воздуха рабочей зоны за счет определения концентрации пыли в воздухе в конкретный момент времени.

Задача достигается тем, что устройство контроля запыленности воздуха, содержащее входной патрубок, камеру, фильтр, регистрирующую аппаратуру, дополнительно снабжено установленным внутри камеры чувствительным элементом датчика диэлектрической проницаемости среды, электрический выход которого соединен с соответствующим входом микропроцессорного блока контроля, при этом между камерой и двухсторонней задвижкой с укрепленным на ней фильтром и входным патрубком, подсоединенным к ней, расположен ротаметр, а с другой стороны входного патрубка подсоединена воздуходувка.

Новые существенные признаки:
1. Внутри камеры установлен чувствительный элемент датчика диэлектрической проницаемости среды.

2. Электрический выход датчика диэлектрической проницаемости среды соединен с соответствующим входом микропроцессорного блока контроля.

3. Между камерой и двухсторонней задвижкой расположен ротаметр.

4. Двухсторонняя задвижка с укрепленным на ней фильтром.

5. Входной патрубок подсоединен к двухсторонней задвижке.

6. С другой стороны к входному патрубку подсоединена воздуходувка.

Перечисленные новые существенные признаки обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат, заключающийся в повышении качества оперативного контроля запыленности воздуха рабочей зоны, достигается за счет измерения разницы диэлектрической проницаемости среды чистого и запыленного воздуха датчиком диэлектрической проницаемости среды, статистической обработки данных и сравнения их с ПДК пыли в воздухе данной рабочей зоны при помощи микропроцессорного блока контроля непрерывно.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где представлено его схематическое изображение.

Воздуходувка 1 соединяется с ротаметром 2 посредством входного патрубка 3, причем между входным патрубком 3 и ротаметром 2 расположена двухсторонняя задвижка 4, с одной стороны которой укреплен фильтр 5. Ротаметр 2 сообщается с камерой 6, внутри которой установлен чувствительный элемент 7 датчика диэлектрической проницаемости среды 8 в виде пластин конденсатора, причем датчик диэлектрической проницаемости среды своим электрическим выходом соединен с соответствующим входом микропроцессорного блока контроля 9, который включает в себя микропроцессор 10, к входу которого подключена цепь начальной установки 11, а его выходы соединены с системной магистралью 12 посредством буфера 13 и схемы формирования управляющих сигналов 14, кроме того, к системной магистрали 12 подключен блок оперативной памяти 15 и блок постоянной памяти 16, дешифратор устройств 17, программируемый таймер 18 и порт ввода-вывода информации 19. А индикатор 20, динамическая головка 21 и клавиатура 22 соединены с системной магистралью 12 через контроллер индикации 23, контроллер звуковой сигнализации 24 и контроллер клавиатуры 25 соответственно. Камера 6 на выходе имеет редукционный клапан 26. Воздуходувка 1 работает от электродвигателя 27, который подключен к блоку питания 28.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы вводятся значения ПДК пыли, соответствующие данной рабочей зоне, в микропроцессорный блок контроля 9 с клавиатуры 22 и дублируются на индикаторе 20. С помощью программируемого таймера 18 устанавливается временной режим работы устройства. Затем производится настройка устройства. На двухстороннюю задвижку 4 устанавливается фильтр 5. С помощью клавиатуры 22 микропроцессорный блок контроля 9 переводится в режим настройки, при этом на индикаторе 20 появляется соответствующая надпись.

Воздух, нагнетаемый воздуходувкой 1, очищается фильтром 5 от пыли и поступает в ротаметр 2. Ротаметром 2 измеряется расход очищенного воздуха (в л/мин). Воздух проходит в камеру 6 между пластинами конденсатора чувствительного элемента 7 датчика диэлектрической проницаемости среды 8 и выходит через редукционный клапан 26 в атмосферу. При пропускании очищенного воздуха между пластинами конденсатора чувствительного элемента 7 измерение диэлектрической проницаемости среды соответствует влажности и температуре воздуха в данный момент времени. При изменении диэлектрических свойств среды сигнал от датчика диэлектрической проницаемости среды 8 поступает через порт ввода-вывода информации 19 в блок оперативной памяти 15. Далее по программе, хранящейся в блоке постоянной памяти 16, и сигналу, поступающему от датчика диэлектрической проницаемости среды 8, измеряемому с шагом дискретизации Δt, микропроцессором 10 вычисляется среднее значение диэлектрической проницаемости чистого воздуха, которое принимается за нулевую концентрацию пыли в воздухе и заносится в блок постоянной памяти 16.

После настройки устройство автоматически переводится в режим контроля, при этом на индикаторе 20 появляется соответствующая надпись. С двухсторонней задвижки 4 снимается фильтр 5. При помощи двухсторонней задвижки 4 и ротаметра 2 устанавливается расход запыленного воздуха, соответствующий расходу, измеренному при настройке. Запыленный воздух поступает в камеру 6, проходит между пластинами конденсатора чувствительного элемента 7. Частицы пыли, находящиеся в потоке воздуха, изменяют диэлектрические свойства среды. При этом сигнал от чувствительного элемента 7 датчика диэлектрической проницаемости среды 8 поступает через порт ввода-вывода информации 19 в блок оперативной памяти 15. Далее по программе, хранящейся в блоке постоянной памяти 16, и сигналам, поступающим от датчика диэлектрической проницаемости среды 8, микропроцессором 10 вычисляется разница текущего значения сигнала и среднего значения, полученного в режиме настройки. По разнице данных сигналов определяется запыленность воздуха согласно таблице соответствия, находящейся в блоке постоянной памяти 16. Микропроцессором 10 каждое полученное значение концентрации пыли (K) сравнивается с K_ПДК и подсчитывается число выходов за границу ПДКⁿ⁺. После формирования массива из N точек микропроцессором 10 производится оценка запыленности воздуха на рабочем месте:
(1)
где PΔ - средняя относительная длительность нахождения контролируемого параметра в поле заданного допуска;
n - число выбросов за поле допуска в течение определенного интервала времени;
N - число измерений.

При получении оценки ниже требуемого уровня (PΔ_доп= 0,9) на индикаторе 20 появляется соответствующая надпись, сопровождаемая звуковым сигналом, предупреждающим о превышении ПДК по запыленности воздуха. На основании данного сигнала должны приниматься меры, направленные на снижение запыленности воздуха.

Контроль запыленности воздуха производится непрерывно в течение определенного промежутка времени, заданного программируемым таймером 18, после чего происходит перенастройка устройства из-за возможного изменения влажности и температуры атмосферного воздуха.

Изобретение относится к области охраны труда, в частности к приборам для измерения запыленности воздуха. Воздуходувка соединяется с ротаметром посредством входного патрубка. Между входным патрубком и ротаметром расположена двухсторонняя задвижка, с одной стороны которой укреплен фильтр. Ротаметр сообщается с камерой. Внутри камеры установлен чувствительный элемент датчика диэлектрической проницаемости среды, электрический выход которого соединен с соответствующим входом микропроцессорного блока контроля. Устройство повышает качество оперативного контроля запыленности воздуха. 1 ил.

Устройство контроля запыленности воздуха, содержащее входной патрубок, камеру, фильтр, регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что внутри камеры установлен чувствительный элемент датчика диэлектрической проницаемости среды, электрический выход которого соединен с соответствующим входом микропроцессорного блока контроля, при этом между камерой и двусторонней задвижкой с укрепленным на ней фильтром и входным патрубком, подсоединенным к ней, расположен ротаметр, а с другой стороны входного патрубка подсоединена воздуходувка.