Способ измерения концентрации метана Советский патент 1984 года по МПК E21F9/00 

Од 00

ю Изобретение относится к области техники безопасности в шахтах или других предприятиях с взрывоопасной газовой средой. Оно предназначено для контроля содержания метана в рудничной атмосфере при больших скоростях измерения его концентрации, сопутствующих выбросам угля и газа. Целью изобретения является повьппение безопасности в горных вьфаботках за счет оперативного контроля внезапных выбросов метана. . Сущность способа заключается в том, что осуществляется сгорание метана на нагревательном элементе, температура которого доведена до 1000 С, и регистрируется электромагнитное излзгчение во всем диапазоне длин волн, по интенсивности которого судят о концентрации метана. На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - зависимость времени задержки воспламенения метана от температуры нагревательного элемента; на фиг.З - зависимость выходного сигнала устройства от Концентрай(ии СН,. Температура нагревательного элемента более 1000°С выбирается из сле дующих соображений. Скорость реакции метана на поверхности нагревательног элемента должна быть меньше времени прохождения газовой смеси вдоль нагревательного элемента при максималь но возможной скорости газовой смеси в датчике и при максимально допустимом времени реакции 0,05 с. Именно такое быстродействие датчика позволя ет получить время отключения электро аппаратуры- в месте выброса метана менее 0,8 с. При более низких температурах нагревательного элемента в условиях, отвечаюциу реальным шахтным условиям, работа устройства дела ется неустойчивой из-за значительной задержки воспламенения метана (см. фиг. 2), приводящей к неполному сгоранию метана при прохождении нагревательного элемента. Возможность осуществления регистрагдии электромагнитных волн без огра ничения диапазона длин волн также повьшает быстродействие измерения. Устройство содержит источник 1 электрического питания нагревательного элемента 2, который связан оптически с фоточувствительным элементом 3. Элемент 3, преобразователь 4 тока фоточувствительного элемента и регистрирующий блок 5 последовательно соединены между собой. Устройство работает следующим образом. Нагревательный элемент 2 наход1 тся в среде, в которой необходимо провести определение концентрации метана. За счет тепловой энергии элемента 2 происходит сгорание метана, т.е. соединение его с кислородом, при этом вьвделяется тепловая и световая энергия, интенсивность которой пропорщюнальна содержаню} метана в контролируемой газовой среде. Поток световой энергии регистрируется фоточувствительным элементом 3, на выходе которого генерируется пропорциональный электрический сигнал, который преобразуется преобразователем 4 в вид, удобный для передачи его на расстояние для регистрации блоком 5. Таким образом, время реакции датчика на изменение концентрации мета на уменьшено с 4,5 с до 0,05 с и диапазон регистрируемых концентраций увеличины до 6,5-8% (см. фиг.З), что дает возможность использовать такие датчики в системах газовой защиты от внезапных выбросов газа в шахтах. Формула из обретения Способ измерения концентрации метана, основанньй на окислении метана на нагревательном элементе и регистрации электромагнитного излучения, по интенсивности которого судят о концентрации метана, отличающ и и с я тем, что, с целью повьш1ения безопасности в горных выработках за счет оперативности контроля внезапных выбросов метана, устанавливают температуру нагревательного элемента не менее ЮООс.

Фиг.1

Изобретение относится к области техники безопасности в шахтах или других предприятиях с взрывоопасной газовой средой. Цель изобретения повышение безопасности в горных выработках за счет оперативности контроля внезапных выбросов метана. Окисляют метан на нагревательном элементе при . Регистрируют электромагнитное излучение, по интенсивности которого судят о концентрации метана. При более низких температурах. нагревательного элемента в условиях, отвечающих реалышм шахтньи, работа устройства неустойчива из-за значительной задержки воспламенения метана, приводящей к неполному его сгорашпо. Способ обеспечивает возможность регистрации электромагнитных волн без ограничения диапазон длин волн.3 ил.

%мкс

I

Ю- 8

6- 4-нн

то

I11 -Ти

«лл

то Ш 300200 2.664 Фиг.З )