Переносной шахтный сигнализатор метана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 191 И 51)4 Е 21 ЕТЕНИ ЛЬСТВУ АВТОРСКО носится к кон хинке и м ыи проектно-консто-исследовательонтрол изобр ки ст ьвовскии Новый сига для угольтруда в пс. 39-40во СССР18, 1968. и и,ро ных ша мышлен Авт У 3843фиг. 3 щие ра поясняючик 1 менего 2 концентрации ме н на ическо ии меко ос и верх ана и с росфере уголющих пласты,ыбросам угля торог тан к подключе сигнализ а введены ноними: перпадения сигнализации о мых норм конце рости ее нарасЦелью иэобр шение точности вые эл ваяформ иной9 имдлите паснки степе лье ности газовои На фиг. 1держи напереносносо ричеинен колго шахтного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Г )сударственнрукторский и научнский институт поной промышленностматизация"(56) Биналиэат автоматизации угольи Гипроуглеавто 7.58 (088.8 ренберг И.Э ор контроля т- Безопа ости, Ф 9, рское свиде 9, кл, Е 21 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использованодля непрерывного автомаи ее нарастания в атис шахт, разрабатывапасные по внезапным и газа, а также для превышении допустинтрации метана и скотания.етения является повыитуации.едставлена блок-схем предлагаемого сигнализато фиг, 2 - блок сигнализаци ализатора метана; на(54) ПЕРЕНОСНОЙ ШАХТНЬЙ СИГНТОР МЕТАНА(57) Изобретение отрольно-измерительной тежет быть использовано для к и сигнализации концентрации и скорости ее нарастания метана в шахтах. Цель етения - повышение точности оценепени опасности газовой ситуаСигнализатор содержит датчик а, пороговые элементы нижнего хнего уровней концентрации меблок памяти, блок сигнализасхемы совпадения, формироватепульсов. Цель достигается за учета скорости нарастания конации и исключения ложных срабаий при всплесках концентраетана менее 2%. 3 ил. временные диаграммьоту сигнализатора,ализатор содержит даороговые элементы ниж го 3 уровня конценток 4 памяти, выходн к первому входу б остав сигнализатораементы и связи междуи вторая 7 схемы совователь 8 импульса задаьности и формировательсчитывания.к 5 сигнализации (фиг,логические элементы 10к выходу элемента 12 пключевой транзистор 13, 152893225 55 лектору которого подключен светодиод 14 сигнализации, соединенный своим анодом с источником питания. Элементы 10 и 11 образуют генератор импульсов частоты модуляции, которая задается емкостью 15 и резистором 16. Один вход элемента 11 соединен через емкость 17 и транзистор 18 с выходом блока 4 памяти, другой вход элемента 11 соединен с выходом порогового элемента 3 верхнего уровня концентрации метана.Сигнализатор работает следующим образом.При газодинамическом явлении (внезапном выбросе угля и газа) на датчик 1 поступает концентрация метана С(Е), величина которой интенсивно увеличивается во времени (график А на фиг. 3). Сигнал с выхода датчика 1 поступает на входы пороговых элементов нижнего 2 и верхнего 3 уровня концентрации метана. Первым срабатывает пороговый элемент 2 нижнего уровня концентрации метана, который настроен на величину уставки 1,8 об.7 СН ц.В момент срабатывания элемента 2 напряжение на его выходе Именяется скачком от напряжения логической единицы до напряжения логического три При этом запускается формирователь 8 импульса заданной длительности, который вырабатывает импульс, длительностью 1 с (эта величина может быть изменена при настройке сигнализатора). Сигнал логического нуля с выхода порогового элемента 2 поступает также на один из входовпервой схемы 6 совпадения,После срабатывания порогового элемента 3 верхнего уровня концентрацииметана (он срабатывает вслед за пороговым элементом 2 при концентрации2,0 об.7 СН, так как концентрацияметана продолжает увеличиваться),сигнал логической единицы с выходапорогового элемента 3 поступает наблок 5 сигнализации, при этом генератор на логических элементах 10 и11 начинает вырабатывать импульсы,которые поступают на светодиод 14сигнализации через логический элемент 12 и транзистор 13, При этомсветодиод включается в такт с этимиимпульсами.Частота импульсов определяется емкостью 15 и резистором 16, а также 10 15 20 30 35 40 45 50 емкостью 17 н состоянием транзистор 18.Также сигнал логической единицы с выхода порогового элемента 3 поступает на другой вход первой схемы 6 совпадения, на первом входе которой будет сигнал логического нуля с выхода порогового элемента 2. Б результате на выходе первой схемы 61совпадения будет импульс И логического нуля, длительность которого равна промежутку времени между момента. -ми срабатывания пороговых элементов2 и 3. Этот импульс логического нуля поступает на один вход второй схемы 7 совпадения, а на другой ее вход поступает импульс И логической единицы заданной длительности 1 с выхода формирователя 8.Если промежуток времени между моментами срабатывания пороговых элементов 2 и 3 меньше 1 с, то на ныходе второй схемы 7 совпадения будет импульс Илогической единицы с длительностью, равной разности длительностей импульсов на входах схемы 7 совпадения. Этот импульс логической единицы поступает на один из входов блока 4 памяти и при этом на его выходе устанавливается сигнал И логической единицы.В случае, если скорость нарастания концентрации метана будет меньше уставки, т. е. длительность промежутка времени между импульсами на входах первой схемы 6 совпадения будет больше 1 с, то на выходе второй схемы 7 совпадения будет напряжение логического нуля, которое не вызовет изменения состояния на выходе блока 4 памяти. В этом случае будет работать сигнализация о превышении уставки по концентрации метана 2,0 об.Хс частотой 1 Гц (график В на фиг. 3),так как транзистор 18 будет закрыт. При появлении импульса логической единицы на выходе блока 4 памяти и соответственно на входе блока 5 сигнализации, открывается транзистор 18 и емкость 17 подключается к генератору на логических элементах 10 и 11. При этом частота импульсов его увеличивается до 2 Гц (напряжение И, на выходе логического элемента 12).Следовательно, при срабатывании сигнализации по скорости нарастания концентрации метана световая сигнализация работает с большей частотой5 15289 следования импульсов. Сигнализация будет происходить до тех пор, пока концентрация метана не снизится ниже 2 об.7, при этом ь.работает поро 5 говый элемент 3, напряжение на его выходе изменится с логической единицы до логического нуля, формирователь 9 импульса считывания выдает короткий импульс И логической единицы на второй вход блока 4 памятии напряжение на его выходе изменится с логической единицы до логического нуля (возвращение в исходное состояние). Напряжение логического нуля поступит на входы генератора на элементах 10 и 11 блока 5 сигнализации и сигнализация отключится.Уставка по скорости срабатывания сигнализации может быть изменена пу тем регулировки длительности импульса на выходе формирователя 8 или уставок срабатывания пороговых элементов 2 и 3. В данном случае уставка по скорости равна 0,2 об.Е/с, так 25 как разность уставок срабатывания пороговых элементов 3 и 2 равна 0,2 об.й, а длительность импульса на выходе формирователя 8 равна 1 с.Фактически в сигнализаторе регистрируется скорость нарастания концентрации метана в точке 2 об.Х. Это позволяет избавиться от ложных срабатываний сигнализации при "всплесках" концентрации метана менее 2 об.Х, что повьппает надежность работы сигналиэатора. 32 6Формул а изобретения Переносной шахтьпьй сигнаььизаторметана, содержащий датчик метана, пороговые элементы нижнего и верхнего уровней концентрации метана, блок памяти, блок сигнализации, выход которого подключен к первому входу, причем выход датчика метана соединенс входами пороговых элементов, а выход блока памяти подключен к первомувходу блока сигнализации, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыше. -ния точности оценки степени опасности газовой ситуации, он содержитпервую и вторую схемы совпадения,формирователь импульса считывания,причем один вход первой схемы совпадения соединен с выходом пороговогоэлемента нижнего уровня концентрацииметана и с входом формирователя импульса заданной длительности, второй вход первой схемы совпадения соединен с выходом порогового элементаверхнего уровня концентрации метана,входом формирователя импульса считывания и вторым входом блока сигнализации, первый вход второй схемы совпадения соединен с выходом первойсхемы совпадения, второй вход - свыходом формирователя импульса заданной длительности, .блок памяти соединен первым входом с выходом второйсхемы совпадения, а вторым входом -с выходом формирователя импульса считывания,ри ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина Заказ ВНИИПИ 6/30 Тираж 410сударственного комитета по из 113035, Москва, Ж,етеушск одписное ям и открытиям наб., д, 4/5