УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ
ATMOSPHERE PARAMETERS MONITORING DEVICE

Изобретение относится к технике безопасности на предприятиях, а именно к автоматическим средствам измерения концентрации газов. Сообщение может быть выведено на дисплей и дублироваться голосом и световой сигнализацией.
Известен переносной шахтный сигнализатор метана по Авт. св. СССР №1634806 кл. E21F 17/18, E21F 9/00, заявлен 21.03.1989 г., опубл. 15.03.1991 г., БИ №10). Известный сигнализатор содержит датчик метана, который через усилитель подключен к измерителю концентрации метана и блоку сигнализации.
Недостатком известного шахтного сигнализатора метана является то, что превышение ПДК только выводится в виде записи на блоке сигнализации без голосового сопровождения и точной инструкции о действиях персонала в данной ситуации.
Известен газоанализатор (Патент №126052, заявка №2012126450, кл. МПК E21F 17/18, дата приоритета 25.06.2012, дата публикации 20.03.2013). Известный газоанализатор содержит датчики опасных газов с измерительным модулем, базу замеренных значений газов и дисплейный модуль, имеет текстовую базу данных, содержащую пороговые значения опасных газов и соответствующие им рекомендации персоналу, и базу измеренных значений, соединенные с модулем принятия решений, при этом указанный модуль сравнивает полученные измеренные значения с текстовой базой данных и выдает на дисплейный модуль рекомендуемое сообщение.
Недостатком известного технического решения является то, что не обеспечивается полный анализ состояния шахтной атмосферы. Не контролируется температурный режим. Обеспечивается измерение значений только опасных газов, не измеряется содержание кислорода.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности контроля параметров атмосферы за счет увеличения количества измеряемых значений и снижения их погрешности.
Предлагается устройство контроля параметров атмосферы, содержащее корпус, дисплей, модуль сбора и обработки информации, содержащий базу предельных значений концентрации опасных газов, модуль измерения газового состава с датчиками опасных газов, звуковую и световую сигнализацию.
Отличием является то, что корпус выполнен во взрывозащитном исполнении, и устройство дополнительно содержит модуль передачи информации, модуль измерения температуры, давления, влажности, расположенный дистанционно, а модуль измерения газового состава снабжен пробоотборным насосом, соединенным с пробоотборной линией, измерительной камерой и датчиком расхода газовой смеси, передающим сигналы на модуль сбора и обработки информации и контролирующим работу пробоотборного насоса, датчики опасных газов встроены в измерительную камеру.
Отличием является и то, что датчик расхода газовой смеси может быть расположен на входе в измерительную камеру либо на выходе из нее.
Второй вариант устройства контроля параметров атмосферы, содержащего корпус, дисплей, модуль сбора и обработки информации, содержащий базу предельных значений концентрации опасных газов, модуль измерения газового состава с датчиками опасных газов, звуковую и световую сигнализацию, модуль измерения температуры, давления, влажности.
Отличием является то, что корпус выполнен во взрывозащитном исполнении, и устройство дополнительно содержит модуль передачи информации, а модуль измерения газового состава и модуль измерения температуры, давления и влажности расположены дистанционно отдельным блоком и соединены с корпусом проводной связью с возможностью передачи сигналов на модуль сбора и обработки информации.
Сущность устройства показана на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, где на фиг. 1 показана схема расположения модулей и элементов устройства по первому варианту, на фиг. 2 показано расположение датчика расхода газовой смеси на выходе измерительной камеры, на фиг. 3 показано расположение датчика расхода газовой смеси на входе измерительной камеры, на фиг. 4 показан второй вариант исполнения устройства.
Корпус 1 выполнен во взрывозащитном исполнении, что является обязательным требованием для приборов, используемых в шахтах для применения во взрывоопасных зонах, где по условиям эксплуатации возможно образование взрывоопасных смесей. Устройство конструктивно содержит модуль сбора и обработки информации 2, содержащий базу предельных значений концентрации опасных газов. Модуль сбора и обработки информации 2 представляет собой электронно-вычислительный блок. Информация, полученная от датчиков газов (модуль измерения газового состава 9) и от модуля измерения температуры, влажности и давления 4, сравнивается с предельно допустимыми значениями и передается на дисплей 3. В случае превышения предельных значений по опасным газам одновременно передается сигнал на звуковую сигнализацию и световую сигнализацию (не показаны). Сигнализация срабатывает.
Модуль измерения газового состава 9 снабжен пробоотборным насосом 5, измерительной камерой и датчиком расхода газовой смеси, передающим сигналы на модуль сбора и обработки информации 2 и контролирующим работу пробоотборного насоса 5, датчики опасных газов встроены в измерительную камеру. Измерительная камера выполнена из пластика и имеет вход и выход, обеспечивающие прохождение газовой смеси.
Пробоотборный насос 5 соединен с пробоотборной линией, состоящей из двух веток 6 и 7. По каналу 6 воздушная смесь закачивается в измерительную камеру, а по каналу 7 выводится из камеры. Наличие двух веток пробоотборной линии позволяет производить замеры в отдаленно расположенных местах и отработанный воздух выводить дистанционно от места расположения прибора, что повышает уровень безопасности в зоне работы прибора.
Две схемы внутреннего расположения пробоотборного насоса, измерительной камеры и датчика расхода газовой смеси показаны на фиг. 2 и фиг. 3. Разное расположение пробоотборного насоса (на входе или на выходе измерительной камеры) существенной роли не играет. В отдельных случаях, при использовании отдельных модификаций датчиков опасных газов может снижаться или чуть увеличиваться погрешность в их показаниях. Существенной роли признаки не играют.
Существенным признаком является наличие в цепочке датчика расхода газовой смеси. Датчик расхода газовой смеси определяет объем прокачанной воздушной смеси и степень заполняемости измерительной камеры. Тем самым контролируется работа пробоотборного насоса. В случае недостаточного объема прокачанного воздуха с датчика расхода газовой смеси поступает сигнал на модуль сбора и обработки информации 2 о некорректной работе пробоотборного насоса 5. Назначение пробоотборного насоса состоит в том, чтобы наполнять воздушной смесью измерительную камеру со встроенными в ней датчиками опасных газов. Сбой в работе пробоотборного насоса приводит к увеличению погрешности в показаниях датчиков. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом и является существенным.
Модуль передачи информации 8 передает сведения во внешнюю сеть 10.
При этом количество датчиком может быть более двух. Обязательным является наличие датчика кислорода, метана, углекислого газа.
Предлагаемое устройство одновременно может производить измерение показателей по 5 газам. Например, метан, углекислый газ, угарный газ, водород и кислород. В случае необходимости датчики опасных газов могут быть установлены иные.
Устройство содержит модуль измерения температуры, влажности и давления 4. Модуль измерения температуры, влажности и давления 4 расположен дистанционно и соединен с модулем сбора и обработки информации 2 проводной связью. Таким образом, можно определять параметры атмосферы, выводя измерительный модуль в любое труднодоступное место, а кроме того, при этом увеличивается количество измеряемых параметров воздушной смеси. Повышается эффективность контроля параметров атмосферы. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом и является существенным.
После снижения концентрации опасных газов до нормативного значения звуковая и световая сигнализация отключается.
В корпус устройства встроен пробоотборный насос 5. Пробоотборный насос 5 предназначен для прокачивания дозированного объема газовой среды через индикаторные трубки (не показаны) в измерительную камеру, где содержаться датчики опасных газов. Датчик расхода газовой смеси передает сведения об объеме прокачанного газа на модуль сбора и обработки информации 2. На выходе пробоотборный насос 5 снабжен фильтром (не показано) для очистки прокачиваемой воздушной смеси от примесей и конденсатосборником (не показан). Пробоотборный насос 5 имеет входной канал, принимающий воздушную смесь, и выходной канал выводящую воздушную смесь.
Второй вариант предлагаемого устройства не имеет пробоотборного насоса. В этом случае устройство работает с выносным отдельным блоком, в который вмонтированы модуль измерения газового состава 9 и модуль измерения температуры, давления и влажности 4. Модуль измерения газового состава 9 содержит датчики опасных газов и модуль измерения температуры, давления, влажности 4 соединены в единый блок. Предложенная конструкция устройства позволяет измерять параметры воздушной смеси за перемычками и в труднодоступных местах. Устройство по второму варианту исполнения мобильно, удобно в эксплуатации и универсально в применении. Замеры можно делать дистанционно.
В качестве пробоотборного насоса может быть использован, например, один из насосов производства международной фирмы Parker.
В качестве датчика давления - датчик ВМР085, датчика влажности - датчик SHT21, для измерения температуры - терморезисторы.
С помощью предлагаемого устройства обеспечивается непрерывный контроль параметров шахтной атмосферы с выдачей значений на дисплей и возможность передачи данных во внешнюю информационную сеть. Предлагаемое устройство актуально, востребовано и может быть изготовлено в условиях промышленного производства.