Система газового мониторинга в жилых помещениях

ответствии с нормами электросовместимости, регламентированными российскими и международными стандартами.

При разработке узла стабилизации напряжения и узла индикации необходимо обеспечить максимально возможный и приемлемый по габаритам и стоимости запас надежности по тепловому режиму, и по возможным коммутационным броскам напряжения в бортовой сети питания электровоза.

Разрабатываемый узел входит в состав блока электроники и занимает выделенное место на общей печатной плате этого блока. Площадь, занимаемая узлом питания и индикации на плате блока электроники должна составлять не более 1,5 дм2.

Узел должен располагаться на общей плате компактно и иметь собственные разъемы для подключения входного питания и нагрузок.

Наработка на отказ должна составлять не менее 20000 часов. Срок службы в составе прибора не менее 10 лет, с учетом проведения ремонтных работ.

Узел питания и индикации должен функционировать в составе устройства, соответствующего климатическому исполнению У2 по ГОСТ 15150. Температура окружающей среды от минус 50ОС до плюс 60°С.

По устойчивости к воздействию внешним механическим факторам узел должен соответствовать параметрам группы М25 (приборы, устанавливаемые внутри кабины подвижного состава).

Разрабатываемый узел размещен внутри корпуса пневматического узла управления. В этой компоновке какие-либо требования «по №» к внутреннему корпусу не предъявляются.

Заключение

Основной задачей разработки узла стабилизации напряжения и индикации является необходимость в минимальном использовании импортных компонентов и поддержание отечественного производства. Немаловажным является восстановление продукции, выпуск которой был некогда приостановлен, что привело к потерям экономической составляющей нашей страны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Электровоз магистральный пассажирский двойного питания ЭП20 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.nevz.com/ep2 0.php

2. Лысенко, А.В. Анализ современных систем управления проектами / А.В. Лысенко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 371-372.

3. Лысенко, А.В. Методика моделирования внешних механических воздействий на бортовую РЭА /

A.В. Лысенко, Е.А. Данилова, Г.В. Таньков / Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2013. Т. 1. С. 226-228.

4. Программа инженерного расчёта температуры перегрева кристалла электрорадиокомпонента и его теплоотвода / Н.В. Горячев, А.В. Лысенко, И.Д. Граб, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 340.

5. Богатырев, Е. А. Энциклопедия электронных компонентов. Том 1. Большие интегральные схемы / Е.А. Богатырев, В.Ю. Ларин, А.Е. Лякин. - М.: МАКРО ТИМ, 2006. - 246 c.

6. Лысенко, А.В. Конструкция и методика расчета гибридного виброамортизатора с электромагнитной компенсацией / А.В. Лысенко, А.В. Затылкин, Н.А. Ястребова // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 4. С. 73-78.

7. Коновалов, А.В. Программная реализация нейронной сетис использованием нейронов с модулем памяти / А.В. Коновалов, А.В. Лысенко, Н.В. Горячев // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2015. № 4 (26). С. 60-67.

8. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К.И. Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др. Под общ. ред. В.А. Шахнова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 528 с.

9. Лысенко, А.В. Анализ особенностей применения современных активных систем виброзащиты для нестационарных РЭС / А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 155-158.

10. Влагозащитное покрытие печатных узлов в датчике утечки воды / А.Г. Белов, В.Я. Баннов,

B.А. Трусов, И.И. Кочегаров, А.В. Лысенко, Н.К. Юрков // Современные информационные технологии. 2014. № 19. С. 265-272.

11. Лысенко, А.В. Методика моделирования влияния внешних механических воздействий на динамические параметры РЭА в среде MATHCAD / А.В. Лысенко // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 51. С. 68-69.

12. Электровоз магистральный ЭП 20. Руководство по эксплуатации / Деревлева, 2010 г. - 297 с.

13. Автоматизированная многоканальная виброиспытательная установка / А.В. Лысенко, А.В. Затылкин, Д.А. Голушко, Д.А. Рындин, Н.К. Юрков // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2012. № S. С. 83.

14. Голушко, Д.А. О скорости изменения частоты при проведении испытаний для определения динамических характеристик конструкции / Д.А. Голушко, А.В. Затылкин, А.В. Лысенко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2015. № 4 (26). С. 147-154.

15. Лысенко, А.В. Анализ современных методов вибрационной защиты радиоэлектронной аппаратуры / А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Современные информационные технологии. 2014. № 19. С. 135-142.

УДК 699.81

Филиппов Е.А., Ли А.Д., Орехов Е.М.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

СИСТЕМА ГАЗОВОГО МОНИТОРИНГА В ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Приведена статистика взрывов бытового газа в жилых помещениях, рассмотрены существующие методы предотвращения таких несчастных случаев, предложена сравнительно недорогая и простая в реализации система газового мониторинга квартир и подсобных помещений, обеспечивающая контроль утечки газа, определение очагов возгорания, перекрытие подачи газа в потенциально опасное помещение и передача информации о случившемся в блок сбора информации, находящийся в аварийной службе. Изготовлен макетный образец, подтвердивший свою работоспособность. Предложено оснащать системой газового мониторинга строящиеся жилые объекты и существующий жилой фонд

Взрывы бытового газа в российских домах становятся печальной традицией. По всем фактам газовых взрывов проводится расследование соответствующими службами.

По данным мировой пожарной статистики, помещённых на Яндекс, Россия находится в числе

стран, лидирующих по среднему числу погибших на 100000 чел. на уровне с Украиной и Латвией.

Только по статистике экспертов группы компаний «Городской центр экспертиз» (ГЦЭ) из Санкт-Петербурга, только с января по февраль 2008 года в Российской Федерации произошло 2 0 ЧП, в результате которых погибли 2 9 человек и еще более

50 пострадали. Первые дни наступившего года открыли счёт печальной статистике. Взрывы бытового газа в жилых домах унесли жизни более 2 0 человек. По статистике ГЦЭ каждые 43 часа с начала года в России происходят взрывы бытового газа в жилых домах или подсобных помещениях. При этом в среднем погибают 80% в результате отравления оксидом углерода, 20% в результате взрыва газовоздушной смеси и пожаров.

Согласно сведениям РИА «Новости», число пострадавших за 2014 составляет 21 человек, а погибших - 15, за 2015 год пострадало 85 человек, а погибло - 17, за 2016 год число пострадавших составило 50 человек, погибло - 40, на 2017 год пострадало 22 человека, погибло - 9 [1, 2]. Статистика пожаров и ущерба от них приведены в [3].

Трагические происшествия с взрывами бытового газа в жилых помещениях приводят не только к человеческим жертвам, но и к тому, что без крова остаются десятки людей (рисунок 1 и 2) .

Рисунок 2 - Последствие взрыва газа в г. Красноярске в 2016 году

Эпицентры взрыва в подавляющем большинстве случаев находятся внутри квартир. Основные причины этих происшествий: утечка газа из-за нарушения герметичности трубопроводов, человеческий фактор, непригодное к эксплуатации газовое оборудование, неквалифицированная работа обслуживающих дома управляющих компаний.

По мнению д.т.н. В.И. Водяник, профессора Сочинского государственного университета туризма и курортного дела, с взрывами бытового газа следует бороться двумя путями: предупреждением взрывов и взрывозащитой. Предупредить взрыв — значит, прежде всего, не допустить утечку газа.

При этом, следует учесть, что нормативный срок эксплуатации газового оборудования составляет 20 или 15 лет, а эксплуатируется 30, то вероятность всевозможных неполадок больше. В СССР осуществлялся постоянный контроль за газовым оборудованием, в настоящее время, система контроля формально возложена на государственные жилищные инспекции, но они этим не занимаются. Вследствие этого случаются многие аварии.

Специалисты управления Ростехнадзора считают, что до сих пор не получили широкого применения системы газовой безопасности для жилых помещений. По аналогии с пожарной сигнализацией такие системы оповещают аварийные службы об утечке газа и автоматически отключают его подачу. Предупреждение граждан об утечках бытового газа в жилых домах лишь добавлением в состав голубого топлива слабых ароматизаторов не достаточно.

В настоящее время такие системы применяются в основном на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях, на нефте- и газопроводах, на объектах газовых хозяйств, в автомобильных хозяйствах, на заправках, на промышленных предприятиях (лакокрасочные участки, канализационные участки, котельные) на складах ГСМ и т.п.

Например переносной многокомпонентный газоанализатор АНКАТ-7664 (область применения: колодцы и коллекторы подземных инженерных сетей, канализационные коллекторы, тепловые и телефонные сети, ТЭК, туннели, цистерны, трюмы), переносной многокомпонентный газоанализатор АНКАТ -7654 (область применения: добыча, переработка и транспортировка нефти и целлюлозно-бумажная и химическая промышленность, металлургия, сернокислотные производства, ТЭК, экологические службы), датчик монооксида углерода типа RGDCOOMP, система аварийного отключения газа (САОГ) предназначенная для непрерывного автоматического контроля содержания топливных газов в воздухе котельных и других коммунально-бытовых и производственных помещений, выдачи сигнализации (световой и звуковой) и отключения подачи газа в случае возникновения в контролируемом помещении концентрации газа на уровне сигнальной.

Однако все эти системы являются одноканаль-ными, достаточно громоздкими и соответственно дорогими для применения в бытовых условиях.

В Пензенском государственном университете на кафедре «АИ и УС» разработана система непрерывного газового мониторинга квартир и подсобных помещений (подвалов, лестничных пролетов) жилых домов, которая оповещает аварийные службы об утечке газа и автоматически отключает его подачу в потенциально опасный участок помещения, кроме того система контролирует содержание углекислого газа и сигнализирует о возникновении пожара или задымления в подконтрольных помещениях.

К одному блоку сбора и обработки информации можно подключить до 256 адресных блоков, причем все они подключены на один 4-х проводной кабель, длиной до 1300 м, параллельно, что позволяет упростить установку, настройку и уменьшить стоимость кабельного хозяйства.

Система состоит из блока сбора информации находящегося в аварийной службе, адресных блоков, расположенных в квартирах, подъездах, подвалах и т. п. и отсекателей газа, позволяющих перекрыть подачу газа в квартиры. Функциональная схема системы приведена на рисунке 3.

Функциональные схемы блока сбора информации и адресного блока представлены на рисунках 4 и 5.

Для проверки работоспособности системы был изготовлен опытный образец.

Блок обработки информации выполнен на микроконтроллере Р1С16Е870, адресный блок - на микроконтроллере Р1С16Е627 [4, 5, 6], данные образцы обладают всеми необходимыми периферийными устройствами для выполнения назначенных функций, а так же они имеют запас производительности, что в будущем даст возможность модернизировать и наращивать систему, не изменяя аппаратную часть.

Адресный блок позволяет подключать и одновременно контролировать состояние до пяти сенсоров (в данном случае используются два, остальные три - резервные). В случае, когда концентрация одного из контролируемых газов превысит допустимый порог, адресный блок передает эту информацию на блок обработки информации и одновременно подает сигнал на срабатывание исполнительного устройства отсекающего подачу газа в данное помещение.

Блок обработки информации в случае тревоги подает звуковой сигнал, индицирует адрес (в цифровом виде) тревожного сигнала и номер сработавшего сенсора (СО или СШ).

В адресных блоках использованы полупроводниковые толстопленочные сенсоры выпускаемые ФГУП «НПП «ДЭЛЬТА» и разработанные в институте молекулярной физики РНЦ «Курчатовский институт» СГ-

2111 - на метан (диапазон измеряемой концентрации метана: 0.005 - 2.5 % об), СГ-2140 - на окись углерода (диапазон концентрации СО: 0,5 -300 ppm) [7].

Внешний вид макетного образца системы показан на рисунке 6. На рисунке 7 приведен внешний вид адресного блока.

Рисунок 3 - Функциональная схема системы газового мониторинга

Рисунок 4 - Функциональная схема блока сбора информации

Рисунок 5 Функциональная схема адресного блока

Рисунок 6 - Внешний вид системы газового мониторинга

Рисунок 7 - Внешний вид адресного блока

Кроме того, для предотвращения других возможных несчастных случаев адресные блоки системы могут быть доукомплектованы сенсорами контроля так называемымых «кухонных» газов: пары воды -СГ2180, запах горелой пищи - СГ2181, продукты разложения при возгорании - СГ2182. Для оптимизации работы всей системы могут быть использованы технологии предложенные в [8].

Установка разработанной системы газового мониторинга при строительстве новых жилых объектов и оснащение такими системами существующего жилого фонда, позволило бы существенно сократить число несчастных случаев вызванных взрывами бытового газа. При этом проектная документация не претерпит существенных изменений.

ЛИТЕРАТУРА

1. https://ria.ru/

2. http://special.tass.ru/proisshestviya/4 7150 92

3. Сочетание детерминированных параметров и статистики пожаров для прогнозирования ущерба / Безродный Б.Ф., Безродный И.Ф., Виноградов А.С.// Известия высших учебных Поволжский регион. Технические науки. - 2017. №6(38). - С. 163-166.

вероятного заведений.

Справочник: «Микроконтроллеры» под ред. И.С. Кирюхина. - М.: «Додека», 2000. Ш. Кобахидзе, А. Прохоренко. «Обзор микроконтроллеров». - М.: «Фитон», 2000. http://www.microchip.ru - сайт технической поддержки Microchip.

ТУ - 4215 - 002 - 08624243 - 01 Сенсоры (датчики) полупроводниковые резистивные. Совершенствование технологии работы с внешними источниками информации из социальных структур

в системах поддержки принятия решений / Лавреш И.И., Трифонова А.В.// Известия высших учебных

заведений. Поволжский регион. Технические науки.

2 015. №4(36).

С. 27-36.

УДК 621.789

Филиппов Е.А., Ли А.Д., Орехов Е.М.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ СНЯТИЯ ПОКРЫТИЙ С ИЗДЕЛИЙ КРИОГЕННЫМ СПОСОБОМ

Проведен анализ способов снятия покрытий с изделий, их достоинств и недостатков, на основе которого сделан вывод, что наиболее приемлемым для условий утилизации взрывателей является применение криогенного бластинга. Для устранения недостатков этого метода (неабразивности и вероятность удушья персонала установки) предложено в качестве основной рабочей массы (гранул) использовать водяные гранулы высокой степени заморозки. Предложена одна из возможных схем установки для снятия с изделий гальванических покрытий механическим путем с использованием криогенного способа.

большими, утилизация этих металлов, как чёрных, экономически не целесообразна. Более выгодным было бы снятие их со стальных деталей и повторное использование в промышленности, при соблюдении экологической безопасности предприятия [1].

Существует достаточно большое количество способов снятия покрытий с изделий [2]. Достоинства и недостатки наиболее подходящих для данных целей методов приведены в таблице 1.

В настоящее время ведётся активная утилизация боеприпасов от различных систем артиллерийских систем. Если при этом утилизация боеприпаса и гильз не представляет особых технологических сложностей, то утилизация взрывателя достаточно сложна и опасна. При этом все детали и корпуса взрывателей имеют антикоррозионные гальванические покрытия на основе цинка, хрома, никеля, кадмия и других цветных металлов. Так как объёмы выпуска взрывателей за прошедшие годы были очень