Стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана Советский патент 1984 года по МПК E21F17/18 

Изобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах, а именно к автоматическим системам и средствам газовой защиты, их метр логическому обеспечению и может быт использовано приповерке и настройк всех видов шахтньпс сигнализаторов метана. Известно устройство для поверки шахтных сигнализаторов метана, вклю чающее баллон с поверочно-газовой смесью и электронную схему, предназ наченную для обеспечения процесса поверки шахтных сигнализаторов мета на lj . Недостатком этого устройства является необходимость применения больших количеств поверочно-газовых смесей для поверки всего парка нахо дящихся в эксплуатации шахтных сигнализаторов метана. Поэтому данное устройство применяется в тех угледобывающих странах (ЧССР, ПНР, ГДР, ФРГ и др.), где в силу географических 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 в можным обеспечение в необходимых больших количествах ПГС всех угольных шахт страны, опасных по метану, особенно расположенных в восточной части ее территории. Одновременно производство ПГС сдерживается отсутствием пустых бал лонов (тары) в необходимых количест вах и тем, что потребители смесей должны сами вывозить с зазоров-изготовителей баллоны с ПГС. По укаванным причинам реализация известного устройства в нашей стране наво можна. Известно также устройство для поверки и настройки шахтных сигнали заторов метана, содержащее камеру, ко входу которой присоединена емкость с метаном, и газоаналитический прибор, в качестве которого использован интерферометр Л1Р-1. Устройство содержит также схему сигнал зации о превышении предельно допусти мого содержания метана в камере 2j 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 превьш1ает предельно допустимую величину (,3 об.% ), 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 3. может быть достигнута лишь случайно Кроме того, причиной недостаточно высокой точности устройства является то, что с помощью интерферометра ЛИР-1 нельзя непрерывно следи 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 уменьшается вследствие утечек газа в кам ре и окисления метана в датчиках поверяемых шахтных сигнализаторов метана. Недостатком устройства является высокая стоимость средств метрологи ческого обеспечения. Оптовая цена стенда СМОГ-1 составляет 4900 рубле из них стоимость интерферометра ЛИР равна 1800 рублей, причем ЛИР-1 явл ется остродефицитным изделием. Министерству угольной промьшшенности СССР вьщеляют не более 10-15 штук интерферометров в год при общей потребности 1000 шт. (по два прибора 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 выбро сам угля и газа). Кроме того, интерферометр ЛИР-2 сложный лабораторный оптико-механический прибор, требующий квалифи цированного обслуживания, проверки и юстировки, и эксплуатация его на угольной шахте при наличии в помещ ниях угольной пыли затруднена. Известен также стенд для повер ки и настройки шахтных сигнализато содержащий камеру для метано-воздушной смеси со штуцером для подач метана, соединенную с побудителем расхода, метанометр, расходометр, газовый кран для подключения поверяемого сигнализатора, при зтом камера для метано-воздушной смеси выполнена с присоединительным колпачком и снабжена термокаталити ческим датчиком метана, который подключен к метанометру, а побудитель расхода соединен через газовы кран для подключения поверочно-газовой смеси с расходомером, выход которого соединен с колпачком для подключения поверяемого сигнализатора, соединенного с присоединител 7 ным колпачком камеры для метано-воздушной смеси (.3J. Недостатком этого устройства является невысокая точность, так как термокаталитический датчик расположен в газовой камере, в которой отсутствует движение газовой среды, а калибровка с датчика происходит в движущемся потоке поверочной смеси. Цель изобретения - повьппение 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 при этом вход проточной реакдатчик, ционной 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 сигнализатора, с помощью которого метановоздушная смесь подается к поверяемому шахтному сигнализатору 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 проточной реакционной ячейкой 3, расходомером 6 и колпачком 7, которьА соединяется со входом камеры 9. Устройство работает следующим образом. Образцовый метанометр 5 калибруется с помощью поверочно-газовой смеси, которая поступает на термока талитический датчик 4 из 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 мета но-воздушная смесь подается из камеры 9 с помощью побудителя 10 расхода газа через двухходовой газовый кран 2 к проточной реакционной ячейке 3, где расположен термокатал тический датчик 4 метана образцовог метанометра 5, далее через расходомер 6, колпачок 7 к поверяемому шахтному сигнализатору метана. При этом производится его настройка. Для экономного использования метано воздушной смеси газовый тракт закол цован, для чего колпачок 7 соединен со входом камеры 9. Метано-воздушная смесь аттестуется с помощью образцового метанометра 5 с термоката литическим датчиком 4, Камера 9, имеющая емкость около 100 л, является резервуаром для соз Дания необходимого запаса метановоздушной смеси, достаточной, чтобы оперативно произвести поверку и настройку до 50-60 шахтных сигнализаторов метана без дополнительного добавления метана из емкости 8 в камеру 9. Устройство позволяет непрерьшно следить за величиной концентрации м рана (она медленно уменьшается во 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 образ- . цового 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 сигнашизатора метана составляет + 0,1% 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%,

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.