Датчик контроля выбросоопасности угольного пласта

СОЮЗ СОВЕТСИИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 4(51) Е 21 Г 5/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71). Государственный Макеевский ордена Октябрьской Революции научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промьппленности(54)(57) ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, содержащийкорпус, внутри которого последовательно расположены фокусирующее зеркало, полосовой фильтр и приемник)9) БО 1) 1 3 55 излучений, а также усилитель, выход которого соединен с блоком регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, датчик снабжен расположенными внутри корпуса переключателем и установленным на одной оптической оси с основным дополнительным приемником излучений, тыльная сторона которого покрыта зеркальным слоем, и закрепленным на корпусе поворотным устройством, соединенным с дополнительным приемником излучений и переключателем, при этом фокусирующее зеркало выполнено с отверстием, центр которого расположен на оптичес кой оси приемников.3 11557Изобретение относится к горномуделу, а именно к оценке выбросоопасности приэабойной части угольныхпластов в процессе их разработки.Известно устройство для определения интенсивности инфракрасного (ИК)излучения в различном частотномдиапазоне, которое включает блок формирования лучей, монохроматор, вращающееся зеркало и полукруг, призму, приемник ИК-излучения, усилительи регистрирующее устройство.Недостатком данного устройстваявляется его стационарность, т,е,невозможность использования для опе- дРативного контроля состояния призабойной части пласта. Устройство используется только в лабораторныхусловиях для проведения исследований на образцах, заНаиболее близок к предлагаемомудатчик контроля выбросоопасностиугольного пласта, содержащий корпус,внутри которого последовательно оасположены фокусирующее зеркало, по- длосовой фильтр и приемник излучений,а также усилитель, выход которогосоединен с блоком регистрации. Опре"деление интенсивности ИК-иэлучен:яна заранее выделенной частоте осу- ЗОществляют путем размещения междуиндикаторами "Квант" и поверхностью. выработки частотного инфракрасногофильтра, Ик- датчик "Квант" включаетоптическую систему, электронные системы преобразования, усилителя и ре 35гистрации сигнала,Недостатком известного датчикаявляется использование в качествеприемника ИК-излучения болометра,4 Очувствительного к трескам, вибрациям, механическим повреждениям, и отдельного ИК-фильтра, расположенногомежцу датчиком и поверхностью выработки и требующего специально пыле 45влаговой защиты при измерении в шахт ных условиях что связано со снижением чувствительности датчика и погрешностью при измерениях.Цель изобретения - повышение точИности контроля. 2 гксторого соединен с блоком регистрации, снабжен расположенными внутри кор. пуса переключателем и установленным на одной оптической оси с основным приемником излучений, дополнительным приемником излучений, тыльная сторона которого покрыта зеркальным слоем н закрепленным на корпусе поворотными устройством, соединенным с допол -нительным приемником излучений и пеРеключателем, при этом фокуснрующеезеркало выполнено с отверстиями,центр которого расположен на оптической оси приемниковНа чертеже представлена схемаустройства,В корпусе 1 прибора расположеныосновной приемник 2 ИК-излучения;фокусирующее зеркало 3; полосовойИК-фильтр 4, дополнительный приемник 5 ИК-излучения. электронный усилитель б сигналов приемников, регистрирующее устройство 7, источник8 питания, переключатель 9 приемников, дополнительный зеркальный отражатель 10 и приводная ось 11 поворотного устройства. Устройство такжесодержит герметиэирующее уплотнение12, рычаг 13 поворотного устройстваи фиксатор 1 ч положения. В фокусирующем зеркале 3 имеется отверстие 15.Конструкция разработанного прибора выполнена таким образом, что фокусирующее зеркало 3 установлено наспециальном кронштейне закрепленномв корпусе 1 датчика. Дополнительныйзеркальный отражатель 10 прикрепленк тыльной части корпуса основногоприемника 2 ИК-излучения, которыйустановлен на приводной оси 11 поворотного устройства. Поворотное устройство прикреплено к корпусу датчика. Выход основного приемника 2 соединен с одним входом, а выход дополнительного приемника 5 соединен сдругим входом переключателя 9 приемников. Выход переключателя 9 приемников соединен со входом усилителя 6 сигналов, выход которого подключенк входу регистрирующего. устройства 7, Источннк 8 питания подсоединен к усилителю сигналов.Поставленная цель достигается тем, что датчик контроля выбросоопасности угольного пласта содержащий корпус, внутри которого последова- Ы тельно расположены фокусирующие зеркало, полосовой Фильтр и приемник излучений, а также усилитель выход Датчик работает следующим образом.Входное окно датчика наводится на забой угольного пласта . Поток ИК-излучения от обследуемой поверхности угольного пласта попадает нафокусирующее зеркало 3, которое концентрирует ега на основной приемник 2, Выработанный в нем сигнал усиливается усилителем 6 и поступает на регистрирующее устройство 7. Для измерения интенсивности сигнала ЯК-излучения на выделенной частоте переключением рычага 13 поворотного устройства основной приемник 2 и дополнительный отражатель 10 меняются местами и жестко закрепляются в этом положении с помощью Фиксатора 14. Прн зтсм происходит переключение приемников на входе усилителя с помощью переключателя 9. Поток ИК-из.".учения, сфакусированный зеркалом 3, направляется дополнительным отражателем ,0 через отверстие 15 в центре зеркала 3 и паласовой ИК-Фильтр ч на дополнительный приемник 5 ИК-излучения. Выработанный в нем сигнал усиливается и Фиксируется на регистрирующем устройстве 7. Рычаг 13 поворотного устройства вынесен за корпус датчика 1.Для измерения интенсивности ИК- излучения на других частотах необходимо установить ИК-Фильтр с соответствующей частотой прапускания, поэтому Фильтр можно заменить.В качестве приемниксв ИК-излучения использованы полупроводниковые материалы на основе монокристаллов антиманида кадмия.Фокусирующее зеркало представляет собой полиэтиленовую основу с нанесенным на нее слоем алюминия, Аналогично выполнен дополнительный отражатель, Фиксатор положения, рычаг поворотного устройства и переключатель приемников излучения сое.динены механически таким образом,. что при повороте рычага поворот.- ного устройства он переводит перекжочатель приемников в другое положение и жестко закрепляется Фикса тором. При обратном повороте рычага переключатель устанавливается впервоначальное положение и вновьзакрепляется фиксатором. Уплотнение изготовленное в виде резинового кольца, предотвращает попадание пыли и влаги в корпус датчика. П р и м е р, Измерения интенсивности ИК-излучения с целью выявления участков поверхности угольного пласта с пониженной интенсивностью излучения (т,е, температурой) проводили на выбросоопасном угольном пластеЬ Ливенскийв лаве шахты производственного обьединение Донецкуголь. Предварительно определялигеастатическую температуру пласта иинтенсивность инфракрасного излучениязабоя на выделенной частоте в невыбрасоопасной зоне, В процессе ведения очистных работ непосредствен гга за выемочным механизмам комбайном 2 К) с помощью разработанногодатчика контролировали температурусвежеобнаженнага угольного забоя поинтегральной интенсивности ИК-излу чения в спектральном диапазоне 2,6-30 мкм. При понижении температурына 107 и более относительно геостатической дополнительно определялиинтенсивность ИК-излучения свежеабна- Щ женнога забоя в зтам месте на выделен.1 ай частоте. Для этого осуществляли поворот рычага поворотногоустройства, определение значения интенсивности на регистрирующем уст- Б райстве и сравнение его со значениеминтенсивности ИК-излучения на выделенной :астоте, измеренным перед началом работы в неопасной зоне.Если интенсивность изучения навыделенной частоте увеличивается на307, и более то угольный пласт атносят к выбросаопасным.В данном случае, когда з лаве осуществляли выемку угля комбайном, двигаясь от нижней ниши к верхней на30 м От откатачного штрека. было эаФиксировано понижение температурысвежеобнаженнаго забоя на 113 от геостатической. Величина ИК-излученияна выделенной частоте .на 303 больше,чем в неопасной зоне. Комбайн былостановлен. С помощью нормативногометода текушега прогноза выбросоопаснасти было установлено наличке выбрасоопасной эоны на данном участкелавь:.Повышение надежности, оперативности и удобства измерения интенсивности инфракрасного извлечения свежеобнаженнаго угольного забоя достигается тем, что паласовой ик-Фильтр расположен внутри корпуса датчика, поэтому исключены погрешности, связанные с его запыленностью, увлажненностью и неидентнчнастью условий измерения, Измеренйе в зоне с понижением температуры на выделенной частоте осуществляется простым переключением5 1155772 брычага поворотного устройства, что тоте (что существенно упрощает и значительно упрощает операции изме- делает более оперативным процесс рения. о измерению интенсивности ИК-излучения), а также меры по предохранеПредлагаемый датчик исключаетнив и очистке Фильтра от запыленноспри измерении операции по установле- ти и увлажнения, что повьппает точнию между датчиком и забоем ИК-фильт. ность измерений и надежность опрера для измерения на выделенной час- деления выбросоопасности пласта,Составитель И. НазаркинаРедактор Л. Пчелинская Техред Т.Дубинчак КоРРектоР М, ДемчикЗаказ 3109/31 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4