СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТЬ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ Российский патент 2012 года по МПК E21F9/00 

зобретение относится к способам испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков, применяемых в приборах газового контроля в шахтах, опасных по газу или пыли, и во взрывоопасных помещениях предприятий нефтяной, газовой, химической и других отраслей промышленности.

Известен способ испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков, основанный на испытаниях их во взрывной камере, заполненной метановоздушной смесью, когда к активному элементу термокаталитического датчика подключают электрическую цепь с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, с помощью пирометра измеряют температуру активного элемента, затем увеличивают ток в цепи активного элемента, повышают его температуру в 1,5 раза, а затем определяют вероятность воспламенения метановоздушной смеси [1].

Недостатками известного способа испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков являются:

- ограниченная область применения, связанная с тем, что данный способ разработан только применительно к метановоздушной смеси;

- в качестве критериального параметра принята температура активного элемента, что не всегда определяет его воспламеняющую способность;

- сложность точного измерения температуры активного элемента пирометром;

- сложность обеспечения коэффициента безопасности при испытаниях.

Наиболее близким к предложенному способу испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков является способ испытаний их во взрывной камере, заполненной испытательной представительной взрывоопасной смесью, когда к активному элементу термокаталитического датчика подключают электрическую цепь с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, измеряют мощность, выделяемую на активном элементе, затем увеличивают мощность, выделяемую на активном элементе, в 1,5 раза и определяют вероятность воспламенения испытательной представительной взрывоопасной смеси [2].

Для данного способа испытаний характерен недостаток, заключающий в том, что в некоторых случаях невозможно обеспечить коэффициент безопасности за счет увеличения мощности, выделяемой в активном элементе, из-за невозможности увеличения тока в стабилизированном источнике питания или его перегорания, так как он не рассчитан на такой режим.

Целью изобретения является исключение режима испытаний, связанного с увеличением в 1,5 раза мощности активного элемента за счет использования активизированной испытательной взрывоопасной смеси взамен представительной.

Указанная цель достигается тем, что активный элемент термокаталитического датчика помещают во взрывную камеру, заполненную представительной взрывоопасной смесью наиболее легко воспламеняемого состава, подключают к активному элементу электрическую цепь с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, а по току, протекающему через активный элемент, и падению напряжения на нем устанавливают значение его сопротивления R_уст, затем помещают сравнительный элемент термокаталитического датчика во взрывную камеру, подключают к нему электрическую цепь, изменяют ток в цепи и обеспечивают увеличение сопротивления сравнительного элемента до R_уст, затем заполняют взрывную камеру активизированной испытательной взрывоопасной смесью и определяют вероятность воспламенения активизированной испытательной взрывоопасной смеси от сравнительного элемента термокаталитического датчика.

Сущность изобретения поясняется следующим. Авторами представленного изобретения было установлено, что критериальным параметром, определяющим воспламеняющую способность малого нагретого тела, является удельная воспламеняющая мощность (мощность, выделяемая в активном элементе, отнесенная к его диаметру), а для конкретного датчика - мощность, выделяемая в нем. Для четырех представительных взрывоопасных смесей были определены наиболее легко воспламеняемые составы и значения удельных воспламеняющих мощностей. Впервые был предложен способ испытаний термокаталитических датчиков в представительных взрывоопасных смесях и включен в стандарт ГОСТ Р 51330.10-99 [2]. В процессе его использования были выявлены недостатки, заключающиеся в том, что в некоторых случаях невозможно обеспечить коэффициент безопасности за счет увеличения мощности, выделяемой в активном элементе, из-за невозможности увеличения тока в стабилизированном источнике питания или его перегорания, так как он не рассчитан на такой режим.

Испытания на взрывозащищенность термокаталитических датчиков по предложенному способу осуществляют следующим образом. Ввиду невозможности испытаний активного элемента термокаталитического датчика в активизированной испытательной взрывоопасной смеси (водородокислородной смеси установленного состава) из-за явления автокатализа ее выполняют следующим образом. Активный элемент термокаталитического датчика помещают во взрывную камеру, заполненную представительной взрывоопасной смесью наиболее легко воспламеняемого состава, подключают к активному элементу электрическую цепь искробезопасного источника питания с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, амперметром замеряют ток, протекающий через активный элемент, а вольтметром - падение напряжения на нем. Разделив падение напряжения на активном элементе на замеренное значение тока, через него устанавливают значение его сопротивления R_уст. Затем помещают сравнительный элемент термокаталитического датчика во взрывную камеру, подключают к нему электрическую цепь, изменяют ток в цепи и обеспечивают увеличение сопротивления сравнительного элемента до R_уст, замещая химическую составляющую выделяемой мощности на активном элементе электрической. В дальнейшем заполняют взрывную камеру активизированной испытательной взрывоопасной смесью установленного состава и определяют вероятность воспламенения активизированной испытательной взрывоопасной смеси от сравнительного элемента термокаталитического датчика. Если воспламенений не происходит или вероятность воспламенения меньше 10^-3, то термокаталитический датчик считается взрывозащищенным с коэффициентом безопасности, равным 1,5, так как активизированная испытательная взрывоопасная смесь в сравнении с представительной является более легко воспламеняемой и ее классификационный параметр в виде удельной воспламеняющей мощности в 1,5 меньше.

Источники информации

1. Иохельсон З.М., Коптиков В.П. Взрывозащита электрооборудования с нагревающими элементами. - Донецк: Норд-Пресс, 2006. - 259 с.

2. ГОСТ Р 51330.10-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь. Введ. от 01.01.00. - М.: Издательство стандартов. 2000. - 117 с.

Изобретение относится к способам испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков. Техническим результатом является исключение режима испытаний, связанного с увеличением в 1,5 раза мощности активного элемента за счет использования активизированной испытательной взрывоопасной смеси взамен представительной. Способ испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков, содержащих активные и сравнительные элементы, основанный на испытаниях во взрывной камере, заполненной испытательной взрывоопасной смесью, и определении вероятности ее воспламенения от термокаталитического датчика. Причем активный элемент термокаталитического датчика помещают во взрывную камеру, заполненную представительной взрывоопасной смесью наиболее легко воспламеняемого состава, подключают к активному элементу электрическую цепь с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, а по току, протекающему через активный элемент, и падению напряжения на нем устанавливают значение его сопротивления R_ycт. Затем помещают сравнительный элемент термокаталитического датчика во взрывную камеру, подключают к нему электрическую цепь, изменяют ток в цепи и обеспечивают увеличение сопротивления сравнительного элемента до R_yст, затем заполняют взрывную камеру активизированной испытательной взрывоопасной смесью и определяют вероятность воспламенения активизированной испытательной взрывоопасной смеси от сравнительного элемента термокаталитического датчика.

Способ испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков, содержащих активные и сравнительные элементы, основанный на испытаниях во взрывной камере, заполненной испытательной взрывоопасной смесью, и определении вероятности ее воспламенения от термокаталитического датчика, отличающийся тем, что активный элемент термокаталитического датчика помещают во взрывную камеру, заполненную представительной взрывоопасной смесью наиболее легко воспламеняемого состава, подключают к активному элементу электрическую цепь с параметрами, соответствующими наиболее опасному испытательному режиму, а по току, протекающему через активный элемент, и падению напряжения на нем устанавливают значение его сопротивления R_ycт, затем помещают сравнительный элемент термокаталитического датчика во взрывную камеру, подключают к нему электрическую цепь, изменяют ток в цепи и обеспечивают увеличение сопротивления сравнительного элемента до R_ycт, затем заполняют взрывную камеру активизированной испытательной взрывоопасной смесью и определяют вероятность воспламенения активизированной испытательной взрывоопасной смеси от сравнительного элемента термокаталитического датчика.