Способ автоматического контроля запыленности шахтной атмосферы

)5 8 01 М 21/О Я ОБ Т ЕЛЬСТВ еханич ищенко,ий, Н,Ф. Тумконко и приборы для ыли М,: Химия 1982,ЕСКОГО КОНТ- ШАХТНОЙ АТспособам опыли и можентроля общей заб вто ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИД(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧ РОЛЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ МОСФЕРЪ(57) Изобретение относитс ределения концентрации быть использовано кэк для Изобретение относится к горной автоматике, а именно к способам автоматического контроля запыленности шахтной атмосферы, и может быть использовано на угольных шахтах для контроля общей запы- ленности с целью управления вентиляцией и орошением и для контроля содержания компонентов пыли с целью определения ее силикозности для обеспечения безопасного труда шахтеров,Известен способ контроля запыленности шахтной атмосферы, включающий взвешивание пылевого фильтра, установку пылевого фильтра в заборщик воздуха, пропускание через нулевой фильтр заданного объема шахтной атмосферы, извлечение из запыленности атмосферы на угольных шахтах, так и для контроля за концентрацией отдельных компонентов пыли. Целью изобретения является повышение точности контроля запыленности шахтной атмосферы, Указанная цель достигается тем, что в трехканальном спектрометрическом пыле- мере измерение прошедшего через слой шахтной атмосферы излучения проводят в следующих спектральных диапазонах: 0,8 - 2 мкм, 6,8 - 7,8 мкм и 9,2 - 10,5 мкм. Подобный выбор спектральных диапазонов позволяет достичь бл изкой к единице обусловленности системы трех линейных уравнений, связывающих интенсивности излучения, подающего на слой шахтной атмосферы фиксированной толщины и излучения, прошедшего через этот слой в указанных; диапазонах. Этим повышается точность решения системы относительно искомых концентраций, 2 ил. орщика воздуха пылевого фильтра и порное его взвешивание и определение порезультатам двух взвешиваний концентрации С пыли в шахтной атмосфере,Недостатками известного способа являются низкая зкспресность и необходимостьприменения ручного труда.Известен способ автоматического контроля запыленности (дыма) шахтной атмосферы, предусматривающий просвечиваниеслоя шахтной атмосферы с фиксированнойтьлщиной 1 инфракрасным излучением, определение интенсивности 1 излучения,Опрошедшего через контролируемый объем,просвечивание контролируемого объемабетта-излучением, определение интенсивноГп 11 - . Гп 1аУ - ГЬСуи Гп 12 - Гп 12аУ ЫСуги Гп 13 - Гп 13ГЬС,Увеличивают концентрацию известняковой пыли в камере ЬСи = Си - Си и измеряют сигналы Гп 11, Гп 12, Гп 1 з на выходах логарифматоров 12 - 14. По сигналам Гп 11, Гп 12, Гп 1 з, Гп 11, Гп 12, Гп.з рассчитывают коэффициенты ослабления инфракрасного излучения известня ковой пыл ью. Полученные значения коэффициентов ослабления а, ау, а", а аи", аД заносят в задатчики 19 - 24. Увеличивают концентрацию песчанниковой пыли на Ь Сп от Сп до Сй; ЬСп = Сп - Сп в камере и. измеряют сигналы Гп 11", Гп 6, Гп 1 з на выходах логарифматоров 12 - 14. Рассчитывают значения коэффициентов ослабления инфракрасного излучения песчанниковой пылью; Гп 1 - Гп 1, Елсп ,Гп 2 Гп 2 1 ЛСп Гп 13 Гп 13 ГЬ С(12) и заносят полученные значения в задатчики 25 - 27. Как показала практика, наиболее целесообразно изменять концентрации пыли в камере ЬСу, ЬСи и ЬСп на 1/4 диапазона измерения концентрации соответствующей пыли,Пример выполнения устройства, В качестве источника 1 применен глобар с температурой нагрева 600 С и модулятором инфракрасного излучения с частотой 18 Гц. В качестве фильтров 6 - 8 применены интерференционные фильтры на диапазоны пропускания соответственно 0,8-2,0, 6,8-7,8 и 9,2-10,5 мкм. В качестве приемников 3 - 5 применены полупроводниковые болометры. В качестве логарифматоров 12-14 применены плоскостные диоды. В качестве задатчиков 16-27 применены источники регулируемого постоянного напряжения, Усилители 9-11 выполнены на аналоговых микросхемах. Блок 15 выполнен на аналоговых микросхемах с интеграторами сигналов Гп 11, Гп 12 и Гп 1 з на информационных входах. Погрешность измерения концентраций Су, Си, Сп, С не превышает 5 отн.опри быстродействии не более 1 с и толщине Г 250 мм. Обоснование диапазонов длин волн0,8 - 2,0, 6,8-7,8 и 9,2 - 10,5 мкм проводилось на основании показанных на Фиг, 2 экспериментальных зависимостей К = Г( Л), 5 Видно, что при 0,8ЬА 12,0 мкм коэф фициенты пропускания Кп = Ки, Ку = 0,14 К;при 6,8 мкм - ЬА 1 7,8 мкм К = Кп, Ки= М 1,1 Ку, при 9,2 мкм ЛЬ10,5 мкм Ку = = Ки и Кп =0,11 Ку, Таким образом, в каж- "0 дом из трех диапазонов длин волн два коэффициента пропускания близки между собой и существенно отличаются от третьего коэффициента. Это обеспечивает наиболее близкую к единичной обуслов- "5 ленность системы уравнений (8), (9) и (10),что приводит к наименьшей погрешности определения концентраций Су, Си, Сп, С = Су+ Си+ СпДля определения технико-акономиче ской эффективности изобретения в качестве базового объекта примем принятый на шахтах способ определения запыленности шахтной атмосферы, основанный на пропускании заданного объема шахтной атмос феры через пылевой фильтр и взвешиванииосевшей пыли, Техническими преимуществами изобретения по сравнению с базовым объектом являются: увеличена экспрессность (в базовом объекте время из. мере ния составляет около 5 мин, в изобретении - 1 с); повышена точность (в базовом объекте относительная погрешность измерения составляет 10 о , в изобретении - менее 5 о ); расширены функциональные 35 возможности (в базовом объекте определяется лишь количество всей пыли С, в изобретении дополнительно определяются концентрации Су, Си и Сп); устранен ручной труд (в базовом объекте взвешивание 40 фильтра, заборщик воздуха, забор воздуха, извлечение фильтра, его повторное взвешивание и расчет суммарной концентрации С производится вручную), За счет только последних двух технических преиму ществ изобретение позволяет улучшить условия труда шахтеров и дает социальный эффект (путем определения Су, Си и Сп и исключения ручного труда) и за счет удешевления контроля дает зкономический эф фект.формула изобретения Способ автоматического контроля запыленности шахтной атмосферы, включающий просвечивание слоя шахтной 55 атмосферы фиксированной толщины излучением и измерение интенсивностей прошедшего излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля запыленности шахтной атмосферы, просвеЧивание слоя осуществляют источни10 1712837 5 ком полихроматицеского инфракрасного излучения, при этом измеряют интенсивности прошедшего через слой излучения в следующих спектральных диапазонах; 0,8 - 2; 6,8 -7,8 и 9,2 - 10,5 мкм и по прлучен.ным значениям интенсивностей судят о содержании известняковой, песчанниковой и угольной пыли в шахтной атмосфере.51712837,оставитель В. Белоножкоехред М,Моргентал Корректор Т, Малец дактор Э. Слиган ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 оизводственн аз 531 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5