СИГНАЛИЗАТОР ЗАГАЗОВАННОСТИ

Полезная модель относится к сигнальной технике и предназначена для непрерывного автоматического контроля содержания топливных и гоптчих газов, включая угарный газ, в воздухе помещений с установленными в них газовыми приборами и подачи сигнала аварии 1ри превышении допустимой концентрации газов в воздухе.
Извйстен сигнализатор-оксида углерода (угарного газа- СО) типа СОУ-1, занесенный в Госреестр средств измерений под N 19068-99, разработанный ФГУП СПО АНАЛИТПРИБОР, г.Смоленск, описанный в Руководстве по эксплуатации ИБЯЛ. 413534. 001 РЭ. Сигнализатор снабжен электрохимическим датчиком ЭХД.
Недостатком такого сигнализатора является незначительный срок эксплуя-- около, одного месяца) без технического обслуживания из-за падения чувствительности датчика, после чего проводится ручная калибровка сигнализатора с применением поверочных газовых смесей (ПГС). Кроме того сигнализатор контролирует только оксид углерода из всего спектра газов, присутствующих в воздухе помещений с установленными в них газовыми приборами.
Известно устройство контроля загазованности ( Свидетельство на полезную модель N 9988 с приоритетом от 28. 09.1998г. Устройство контроля загазованности, выданное ТОО Микрорэал), которое служит прототипом предлагаемой полезной модели.
Устройство контроля загазованности включает в себя сигнализатор загазованное и. Сигнализатор содержит термокаталитический датчик газа, включенный в измерительный мост, компаратор, блоки сигнализации и упраления внешними исполнительными устройствами.
Термокаталитический датчик реагирует на все горючие газы и сигпализатор срабатывает на суммарную концентрацию содержания этих газов в воздухе контролируемого помещения. Недостатком известного сигнализатора являртся невозмо-кпог выделения из всего спектра
горючих газов одною или rpyiiiiy желаемых для контроля газов, а также настройки на заданный порог срабатывания для каждого отдельного газа.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является новышение селективности сигнализатора с термокагалитическим датчиком, повышение чувствительности на определенный компонент из спектра присутствующих в воздухе горючих газов, а также-: технологичности настройки.
Поставленная задача реп1ается в сигнализаторе загазованности, включающем измерительный мост с тер.мокаталитическим датчиком, состоящим из двух последовательно соединенных резистивных элементов, один из которых являегся базовым чувствительным к суммарной концентрации горючих газов в воздухе элементом, а второй сравнительный- пассивным,включенных в смежные плечи моста, компаратор и блоки сигнализации, отличающийся тем, что в плечо моста, смежное плечу с базовым чувствительным элементом, введен дополнительный чувствительный элемент с чувствительностью по компане там контролируемой газо-воздушной среды/,о1 личный от чувсчвительности базового элемента, в мост введен блок, с помощью которого мост настроен на заданные чувствительности по компанентам, выполненый в виде резисторов, электрически соединенных с чувствителльным элементом но схеме треугольника и входом компаратора.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показана блок-схема сигнализатора, а на фиг. 2 - эквивалент}{ая схема измерительного мосгга.
Измерительный мост 1 ( см.фиг.1 ) состоит из чувствительных элементов: базового 2 и дополнительного 3 (Ш2) с чувствительностью по компонентам контролируемой газо-воздушной среды отличной от чувствительности базового элемента, включенных в его смежные плечй. В мост введен блок 4 настройки моста на заданные чувствительности по газовым компонентам. Блок выполнен в виде резисторов 5 (R31) и 6 (R23), которые электрически соединены с дополнительным чувствительным элементом 3 (R12) по схеме треуголника и с входом компаратора 7 через сравнительный элемент 8. Порог срабатывания устанавливают с помощью резистора 9 (г2), снимая с него заданный уровень сигнала на вход компаратора 7, который включает
блок сигнализаиии 10.
Полезная модель работает следующим образом.
Введение дополнительного чувствительного элемента 3 в смежное плечо .моста с базовым чувствительным элементом 2 позволяет снимать с моста разностный сигнал с этих элементов согласно свойствам моста. Причем, если собственные сигналы элементов равны между собой, то разница между ними, а значит и общий сигнал моста равен нулю и не зависит от концентрации компонента газовой смеси. При настройке моста на заданную разницу сигналов на элементах она меняется прямо пропорционально концентрации компонента газовой смеси. Таким образом можно добиться ВЫСОКОЙ селективности сигнализатора по компонентам, изменяя относительную чувствительность активных элементов. Изменения относительной чувствм - ти элементов можно достичь с помощью блока 4, работу которого можно пояснить с помощью эквивалентной схемы измерительного моста, представленной на фиг. 2.
Полученный треугольник R12, R23, R31 ( Фиг.1 ) можно преобразовать в звезду ( фиг. 2 ) R1,R2,R3 ( см. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники, из-во Высшая школа, Москва, 1964г.). Преобразование осуществляется по формулам:
R12 R31
ш ;
R12 + R23 + R31 R23 R12
R12 + R23 + R31 R31 R23
Ш
R12 + R23 + R31
Из выражений для R2 и R3 видно, что при изменении R23 они меняются от нуля пропорционально. Это означает, что сбалансированный мост при изменении R23 не разбалансируется, а чувсвительность R2 к контролируемому компоненту будет изменяться от нуля до чувствительости элемента R12 ( при R23-«).
При этом процедура настройки систоит в следующем. 1.11ри отсутствии горючих 1азов устанавливают  и с помощью г1. уравновешивают MOCI
2.Увеличивают R23 до максимума и уравновешивают мост с помощью R31.
3.Подают { азо-воздушную поверочную смесь ( ПГС ) с первым компонентом и уравновешивают мост с помощью R23.
После этого чувствительность моста к первому компоненту сведена к нулю, а чувствительность ко второму компоненту сохраняется. С помощью переменно о резистора 9 ( ri-) устанавливают необходимый порог срабатывания сигнализатора по второму компаненту.
Таким образом, физически процесс выделения заданного компонента из спектра газов обьясняегся своиогвом измерительного моста выделять разницу сигналов, возникающих на чувствительных элементах в смежных его плечах. Причем этой разницей можно управлять с помощью введенного блока. Видно,что сигнапизатор можно настроить на любой порог не только по второму компоненту, но и по первому компоненту, если при выполнении пункта 3 MOCI с помощью R23 разбалансировать на заданную величину.
Изготовлен сигнализатор с термокаталитическим датчиком, в котором были мсцо.П13ованы один донолнительный, четыре базовых чувствительных элемента и гри сравнительных массивных элемента.
Причем чувствительность каждого из базовых элементов по метану была в четыре раза ниже, чем по оксиду углерода. Чувствительности по оксиду углерода дополнительного чувствительного элемента равнялась чувствительности по оксиду углерода каждого из базовых элементов. Четыре базовых чувствительных элемента были соединены последовательно в одно из плеч моста, а три пассивных элемента и дополнительный чувствительный элемент также последовательно - в смежное плечо моста. Сопротивление каждого из резистивных элементов {снялось в рабочем cocTc:,iiUi:. w Ом. В блоке, управляющем чувствительностью шстивных элементов, использовались переменные резисторы с высокой разрешающей способностью СП5-355. Резисгоры R23, R31, г2 равнялись соответственно 4,7к;0м, 1,2кОм, 4,7к:0м. В качестве компаратора использовался операционный усилитель КР140УД17А, имеющий минимальный дреф входных характеристик.
срабшывания равным 20 ррм с нулевым уровнем чуне i .иьнос in по метану.
Таким образом, введение в измерительный мост си HajiiuaTopa загазонапности дополнительною чувствительного элемента, с чувствительностью огличной О1 чуветви1ельности по газам базового элеменга, а гакже блока, управляющего чувствительнью к газам чувствительных злементоп, позволяет контролировать содержание в среде с помощью термокаталитического датчика определенного газа из всего спектра присутствующих в воздухе горючих газов. Причем настройка осуществляется быстро и с высокой точностью.