Стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана

СНИХ ЕСНИХ СОЮЗ СОВСОЦИАЛРЕСПУБЛ А 572 1)4 Е 21 Р НИЯ ЛЬСТВУ-0 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ ВТОРСИОМУ СВИ(71) Конотопский ордена Трудового Красного Знамени электромеханическийзавод "Красный металлист" (72) В.П. Белоножко, И.Л. Гейхман, В.А. Деняк, Ю.А. Онищенко, И.М. Кривонос и С.К. Слепченко(56) Стенд метрологического обеспечения газоанализаторов СМОГ. Руководство по эксплуатации, завод "Красный металлист", г. Конотоп, 1978,Авторское свидетельство СССР В 1105667, кл. Е 21 Р 17/ 18, 1982.22(54) СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ И НАСТРОЙКИШАХТНЫХ СИГНАЛИЗАТОРОВ МЕТАНА(57) Изобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах,в частности к средствам газовойзащиты. Цель изобретения - повышениеточности и экспресности поверки инастройки стенда, Для этого стендснабжен емкостью (Е) 1 с.чистым возду-хом и дополнительными Е 3 с чистымметаном с механизмом для периодической их установки (МПУ) между источником 23 излучения и фотоприемником1257242 10 2 О ЗО выполнены иэ прозрачных для инфракрасного излучения одинаковых параллельных пластинок 13-16. К Е 1и 3 сбоку от пластинок 13-16 подсоединены открытыми концами 17 и 18установленные в корпусе 5 сильфоны11 и 12. Их глухие концы 19 и 20удалены вбок от емкостей. ФП 24через усилитель 29 соединен с блоком 30 индикации и регистрации Сначала с помощью ИПУ между источником23 и ФП 24 устанавливают Е 1. Сильфон 11 обеспечивает в ней давление,равное атмосферному. Излучениепроходя через атмосферу чистого воэИзобретение относится к технике безопасности на угольных шахтах, а именно к автоматическим системам и средствам газовой защиты, их метрологическому обеспечению, и может быть использовано при поверке и настройке шахтных инфракрасных сигнализаторов метана.Цель изобретения - повышение точности и экспрессности поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана.На чертеже показан предлагаемый стенд для поверки и настройки шахтных сигнализаторов метана.Стенд состоит из емкости 1 с метаном 2, емкости 3 с чистым воздухом 4 и дополнительных емкостей с метаном (на чертеже они не видны, так как показан осевой разрез стенда и первая дополнительная емкость находится со стороны читателя от плоскости чертежа, а вторая дополнительная емкость находится за плоскостью чертежа). Емкости с метаном и чистым воздухом прикреплены к механизму для периодической их установки между источником и фотоприемником поверяемого сигнализатора метана. На чертеже этот механизм показан в виде барабана 5, ось 6 которого закреплена в подшипниках 7 и 8 и приводится во вращение шаговым двигателем 9, сигналы на который поступают из управляемого генератора 10. духа, Е 1, пластинки 13 и 14, попадает на ФП 24. Сигнал на ФП 24равен нулю так как концентрация метана в Е 1 равна нулю. Затем ИПУустанавливают поочередно в каждойповеряемой точке Е 3. В этих случаях также излучение проходит черезатмосферу чистого воздуха, Е 3 ипластинки 15 и 16. Сигнал на выходеФП 24 соответствует концентрацииметана. Число Е 3 в стенде равночислу поверяемых в сигнализаторе метана точек. За счет быстрой и точной смены Е 3 время поверки увеличивается при этом в несколько раз, 1 ил. В состав стенда входят также сильфоны 11 и 12 (два других сильфона, как и дополнительные емкости с метаном, на чертеже не видны,). Противоположные стенки емкостей с метаном и чистым воздухом выполнены иэ прозрачных для инфракрасного излучения источника пластинок 13-16пластинки дополнительных емкостей с метаном не видны), которые установлены параллельно друг другу, Сильфоны 11 и 12 выполнены глухими и открытыми концами 17 и 18 подсоединены к емкостям 1 и 3 сбоку от пластинок 13-16 так, что их глухие концы 19 и 20 удалены вбок от емкостей.В состав стенда входит также поверяемый сигналиэатор 21 метана, состоящий из Г -образного корпуса 22, на концах которого установлены источник 23 инфракрасного излучения и фОтбприемник 24. Перед источником 23 и фотоприемником 24 в корпусе 22 выполнены окна закрытые пласинками 25 и 26 также прозрачными для инфракрасного излучения источника 23. Пластинки 25 и 26 и пластинки 13-16 . емкостей выполнены из одинакового материала (например, из инфракрасного стекла или иртрана) и имеют одина. ковую толщину 3 . База измерения Ьсигналиэатора, или расстояние междувнутренними поверхностями пластинок5 и 26 равна суммегде 1 - расстояние между поверхностями пластинок 25 и 13или 14 и 26,5- толщина слоя чистого воздуха в емкости 1 междупластинками 13 и 14,- толщина пластинки.Источник излучения 23 подключен к подогревателю 27, который соединен с первым выходом блока 28 питания. Выход фотоприемника через нормирующий усилитель 29 соединен сблоком1530 индикации и регистрации. Питание с второго выхода блока 28 подается также на нормирующий усилитель 29, фотоприемник 24 и блок 30 индикации и регистрации.Поверка и настройка шахтного сиг 20 нализатора метана на стенде осуществляется следующим образом.С поверяемого сигнализатора 21 снимают пластинки 25 и 26 (поэтому25 они показаны пунктиром) и устанавливают сигнализатор, как показано на чертеже. Из управляемого генератора 10 на шаговый двигатель 9 подают пачку импульсов, под действием которых двигатель 9 поворачивает ось 6 так, чтобы емкость 1 с чистым воздухом 2 стала посередине между источником 23 и фотоприемником 24. Сильфон 11 обеспечивает в емкости1 давление, равное атмосферному, 35 т.е. сильфон является компенсатором давления для емкостей с чистым воздухом и метаном. На этом подготовительный этап заканчивается.После этого подают питание из 40 блока 28 на подогреватель 27, фото- приемник 24, нормирующий усилитель 29 и блок индикации и регистрации. Инфракрасное излучение от источника 23 проходит через атмосферу (поверка 45 производится в помещении с чистым воздухом при нормальном для данного сигнализатора давлении и температуре) чистого воздуха путь, затем путь о через пластинку 13, затем 50 путь 1 через атмосферу чистого воздуха в герметичной емкости 1, затем путь 3 через пластинку 14 и далее прокодит путь 1 через атмосферу чистого воздуха и попадает на фотопри емник 24. На этом этапе (настройки нуля сигнализатора) концентрация метана на пути б инфракрасного излучения от источника 23 до фотоприемника 24 равна нулю, и сигнал с фотоприемника соответствует нулевой концентрации или нулю шкалы. Если напряжение питания с блока 28 соответствует норме, то изменяют уставку нормирующего усилителя 29 и выводят на нуль блок 30. Если до этого напряжения на выходах блока 28 не соответствовали норме, то приводят их сначала к нормальным значениям и только после этого изменяют уставку усилителя 29 и выводят на нуль блок 30, На этом этап настройки нуля заканчивается.Подают из генератора 1 О на двигатель 9 пачку импульсов, под действием которой двигатель 9 поворачиовает ось 6 на 180 , и между источником 23 и фотоприемником 24 устанавливается емкость 3 с чистым метаном 4. Теперь (на этапе поверки сигнализатора в первой точке шкалы) излучение от источника 23 проходит путь 1. по воздуху, путь 3 через пластинку 15, путь 1 через метан, путь 3 через пластинку 16, путь 1 по воздуху. Сигнал с фотоприемника 24 соответствует концентрации метана С, , равной100% = -100% (2)21.ф 2 д 0 Значение концентрации однозначно определяется соотношением размеров б и 3 так как, если удалить боковые пластинки с емкостями с метаном, последний равномерно перемещается с воздухом, создав эту концентрацию (при условии замкнутого объема определенной величины).Расстояния 3,и с 1 определяют , до начала работы, например микрометром с относительной погрешностью 0,05 Х. Поэтому концентрацию метанаЧ на базе измерения 6 по формуле (2) вычисляют с относительной погрешностью около О, 1 Х. Так, например, если первая точка шкалы соответствует концентрации метана 1,57 абсолютных по метану, то по формуле (2) она вычисляется с погрешностью 1,5+ +0,00157 по метану, что значительно превосходит точность любых образцовых метанометров (точность по формуле (2) более чем в 100 раз превышает точность образцового метанометра). На этом этапе изменяют коэффициентКак и ранее относительная погрешность расчета концентрации С по (3) примерно равна 0,17 Так, например, для точки шкалы С =37. это составляет 3+0,003 абс.7. по метану.На этом этапе изменяют коэффициент преобразования нормирующего усилителя 29 на втором поверяемом участке шкалы до тех пор, пока показания ЗО блока 30 не совпадут с вычисленной по формуле (3) концентрацией метана С если показания блока индикации С с С , то увеличивают коэффи. циент преобразования усилителя и наоборот. На этом этап поверки во второй точке шкалы заканчивается.Снова с генератора 10 на двигатель 9 подают пачку импульсов, под действием которых двигатель 9 повораОочивает вал 6 на 180 и устанавливает между источником 23 и фотоприемником 24 вторую дополнительную емкость с метаном, у которой пластинки расположены на расстоянии дру от дру"а, соответствующем концентрации метана С в третьей поверяемой точке шкалы по формуле- о (,Р)(4) Как и для других двух точек относительная погрешность расчета концентрации С по (4) примерно равна О, 17. Так, например, для точки шка- ы лы б = 4,57 это составляет 4,51 +0,0045 абс.7. по метану, На этом этапе изменяют коэффициент усиления 3 12572 усиления нормирующего усилителя 29 на начальном участке шкалы до тех пор, пока показания блока 30 не совпадут с вычисленной по формуле (2) концентрацией метана С, . На этом этап поверки в первой точке шкалы заканчивается.Далее снова с генератора 10 на двигатель 9 подают пачку импульсов, .под действием которой он поворачива О ет вал на 90 и устанавливает междуоисточником 23 и фотоприемником 24 первую дополнительную емкость с метаном, у которой пластинки расположены на расстояниидруг от друга, 15 соответствующем концентрации метана С во второй поверяемой точке шка 2лы по формулегС,. -- 1 ОО . (3) 2 О 42 Ьнормирующего усилителя 29 на третьемповеряемом участке шкалы до тех пор,пока показания блока 30 не совпадутс вычисленной по (4) концентрациейметана С.Если сигнализатор настраиваетсяна нуль и поверяется в трех точкахшкалы, то в состав стенда входит одна емкость с чистым воздухом и триемкости с метаном с различными расстояниями между внутренними сторона-"йЕЕ, и С,3с концентрациями метана в поверяемых точках С, , С и С по формулам(2), (3) и(4). Б общем случае число емкостей с метаном в стенде равно числу поверяемых в сигнализатореметана точек. Для распространеннойв абсорбционных инфракрасных сигнализаторах метана базы измененияо = 250 мм, диапазона измерения содержания метана от 0 до 57 и поверяемых точек 1,5, 3 и 4,57 расстояния между внутренними параллельнымисторонами пластинок емкостей с метаном составляют соответственно3,75, 7,5 мм и 11,25 мм,Предлагаемый стенд позволяет посравнению с известными не толькоисключить необходимость примененияобразцового анализатора метана.,увеличить точность поверки и в несколько раз уменьшить время поверкиа также одновременно упростить другие узлы стенда (исключить краны,побудители расхода, камеры для метано"воздушной смеси, специальныепомещения с вентиляцией для отводаметана и смеси и т.п.), а такжеустранить погрешности, связанные сневозможностью равномерно перемещать метан с воздухом, и упроститьстенд путем устранения приспособлений для перемешивания, Малые габариты стенда, емкостей с воздухоми метаном и герметичность емкостейпозволяют. применять его в любыхпомещениях и не требуют баллоновс метаном и непрерывного их пополнения, связанного с расходом метана .в известных стендах.Формула изобрете нияСтенд для поверки и настройкишахтных сигнализаторов метана, содержащий емкость с метаном и поверяемый сигнализатор метана. о т л и1257242 нок,Составитель Г,НунупаровТехред И.Попович Редактор С.Лисина Корректор И.Шароши Заказ 4892/27 Тираж 436 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаянаб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и экспрессностиповерки и настройки, он снабжен емкостью с чистым воздухом, дополнительными емкостями с метаном и механизмом с сильфонами для периодической установки емкостей с метаноми чистым воздухом между источникоми фотоприемником поверяемого сигнализатора метана, причем противоположные стенки емкостей выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения источника одинаковых пластинок, установленных параллельно друг другу, а сильфоны выполнены глухими и открытыми концами подсоединены к емкостям сбоку от пласти