Способ защиты человека в опасной зоне действия производственного оборудования Советский патент 1981 года по МПК H02H5/12 

(Sk) СПОСОБЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА В ОПАСНОЙ ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1

Изобретение относится к технике безопасности, в частности к способам защиты человека, находящегося в опасной зоне действия производственного оборудования при бурении и эксплуатации нефтяных скважин.

Опасными зонами при бурении и эксплуатации нефтяных скважин являются открытые рабочие площадки, которые подвержены воздействию изменяющихся погодных условий, освещенности, различным видам помех, и на которых работа производится круглосуточно и круглогодично.

При выполнении технологических операций на рабочих площадках кроме людей находится оборудование, которое имеет вращательное и поступательное движение в любой плоскости, возможны выбросы из скважин пластовых вод, газа, шлама.

Известен способ защиты человека в опасной зоне производственного оборудования, основанный ча использоваНИИ направленного луча электромагнитных волн СВЧ }.

Известен также способ, основанный на разбалансе мостов переменного тока, включенных в качестве колебательных систем высокочастотных генераторов 2 .

Недостатком этих способов защиты является то, что они одинаково обеспечивают .срабатывание защиты при по10явлении в пределах опасной зоны как человека, так и движущегося в ее пределах оборудования,

Известен также способ, основанный на передаче электромагнитных колебаJ5ний через тело человека и изолированную подставку З.

Однако в условиях нефтяных скважин этот способ защиты не может быть использован, так как невозможно из20готовить рабочую площадку скважины (или буровой установки) изготовить в виде изолированной (от пола и оборудования, а также от движущихся людей) площадки в условиях утечек токопроводящих жидкостей практически. Кроме того, приемник обладает низкой помехоустойчивостью, так как его избирательность определяется одним настроенным контуром.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, по которому создают и принимают у производственного оборудования первое электромагнитное поле, и создают около человека второе электромагнитное поле, которое принимают у производственного оборудования .

Преимуществом этого способа перед известными является наличие контроля за исправностью элементов устройства .

Однако этот способ недостаточно помехоустойчив для условий открытых площадок нефтяных скважин, где имеются помехи как промышленных, так и вращательных радиоустановок в отличие от подземных, где сигналы радиопомех значительно ослаблены или поглощены вообще толщей земли.

Кроме того, этот способ предполагает постоянно включенный переносимы человеком передатчик, что снижает надежность переносимой человеком части устройства с источником питания, имеющим небольшую энергоемкость.

Поэтому этот способ для условий опасных зон действия оборудования нефтяных скважин, где требуются малогабаритные источники питания, не может быть применен.

Целью изобретения является повышение надежности защиты человека при работе в открытых зонах.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, по которому создают первое электромагнитное поле с частотой f , измеряют его напряженность у работающего оборудования, сравнивают с первой эталонной величиной, создают второе электромагнитное поле с частотой fr около человека, измеряют его напряженность у работающего оборудования, сравнивают со второй эталонной величиной и формируют сигнал на отклонение питания производственного оборудования, указанное измерение напряженности первого электромагнитного поля производят около человека, причем упомянутую первую эталонную величину выбирают . из условия допустимо возможного приближения человека к оборудованию, в момент превышения которой создают упомянутое второе электромагнитное поле, а формирование сигнала на отключение питания производственного оборудования осуществляют путем сложения частот f и f / и образования результирующей частоты, причем соотношение частот выбирают так, что оно не дает целых чисел.

Отключающий сигнал образуется в результате сложения частот двух действующих в пределах опасной зоны электромагнитных полей, поэтому вероятность появления комбинации сигналов помехи идентичной комбинации сигналов f и fn уменьшается по квадратичной зависимости, а надежность способа по тому же закону возрастает.

Рабочие частоты выбраны так, что на приемные тракты не воздействуют сильнопроявляющиеся гармонические составляющие излучаемых передачиками энергий (за исклЕОчением основных гормонйк).

Передатчик ответчика, как основное звено, потребляющее электроэнергию переносимого человеком источника, включается в работу лишь в аварийных ситуациях. Это делает состояние источника питания ответчика всегда близким к новому, благодаря чему такке повышается надежность работы устройства, реализующего этот способ,

lia фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, которая состоит из двух основных частей опросника и ответчика; на фиг.2 - принципиальная схема устройства ( 0 - опросник, 6 - ответчик) .

Перед запуском производственного оборудованная включают опросник, установленный на оборудовании, генератор 1 возбуждается и передающий блок 2 опоосника излучает энергию с частотой f , создавая в зоне оборудования первое электромагнитное поле. Одновременно сигнал с частотой fQ подают на смеситель 3 опросника.

Первое поле воздействует на приемоусилительный блок 4 ответчика, переносимого человеком и, если напряженность первого поля достаточно 5 велика, то генератор 5 ответчика возбуждается и передающий блок б ответчика излучает энергию с частотой fr, создавая в зоне человека второе электромагнитное поле, которое через приемоусилительный блок 7 опросника подают на смеситель 3 где частоты f и f( складываются и их результи рующая частота (частота сигнала, отключающего оборудования) выделяется усиливается усилителем 8 результирующей частоты, Зс(,тем детектируется детектором 9, усиливается усилителем 10 постоянного тока и подается на исполнительный орган 11. При включении травмоопасного оборудования с некоторым упреждением включают питание опроснику (фиг.2а), при этом через антенну 12 излучается энергия высокочастотных сэлектроколебаний с частотой f , выработанная генератором, собранным на транзистор 13, и уси; енная усилителем мощности, собранном на транзисторе It. Если в пределах опасной зоны находится чело век, переносящий ответчик (фиг,26), то электромагнитное поле ответчика наводит на антенне 15 и в контуре 1б напряжение, которое после детекти рования и фильтрации складывается с напряжением отрицательной полярности поданным на базу генератора ответчика через сопротивления 17 и открывае транзистор генератора. Последний воз буждается и через антенну 18 излучае в пределах опасной зоны второе элект ромагнитное поле с частотой fij.STOT сигнал принимается антенной 19, усиливается УВЧ, собранным на транзисто |ре 20, и в контуре 21 смешивается с частотой генератора опросника, об разуя результирующую частоту. Эта частота, проходя через полосовой фильтр 22 усиливается УПЧ 23, передается на детектор 2k, затем усиливается на УПТ 25 и подается на выходное реле 26, которое отключает нефтяное оборудование при попадании человека в опасную зону действия оборудования. Отличительным признаком способа, обеспечивающим высокую надежность устройства является то, что магнитное поле с частотой fn появляется тогда, когда имеется магнитное поле с частотой f, т.е. тогда, когда травмоопасное оборудование включено и человек находится в зоне его действия, а также лишь тогда, когда образуется комбинация двух заранее выб ранных частот f и fQ. Кроме того, надежность устройства повышается выбором таких рабочих частот, сильнопроявляющиеся гармоники которых на собственные приемные тракты частей устройства (установленного на оборудовании и переносимого человеком) не действуют. Кроме того, генератор ответчика включается лишь в аварийных случаях, что делает состояние его источника питания близким к новому. Формула изобретения Способ защиты человека в опасной зоне действия производственного оборудования, по которому создают первое электромагнитное поле с частотой fx) , измеряют его напряженность у работающего оборудования, сравнивают с первой эталонной величиной, создают второе электромагнитное поле с частотой f около человека, измеряют его напряженность у работагацего оборудования, сравнивают со второй эталонной величиной и формируют сигнал на отключение, питания производственного оборудования, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты человека при работе в открытых зонах, указанное измерение напряженности первого электромагнитного поля производят около человека, причем упомянутую первую эталонную величину выбирают из условия допустимо возможного приближения человека к оборудованию, в момент превышения которой создают упомянутое второе электромагнитное поле, а формирование сигнала на отключение питания производственного оборудования осуществляют путем сложения частот fx, и f/j и образования результирующей частоты, причем соотношение частот f)/fп выбирают так, что оно не дает целых чисел. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петров Е.А. и др. Электронные устройства для охраны труда в машиностроении. М., Машгиз, 19б1, с.3 -352.Авторское свидетельство СССР N 256552, кл. G 08 В 13/26, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР № 540325, кл.Н 02 Н 5/12, 1973. Авторское свидетельство СССР № 551752, кл. Н 02 Н 5/12, 1375.