Использование интеллектуального газоанализатора для анализа пожаровзрывоопасности строительных полимерных композитов

Использование интеллектуального газоанализатора

для анализа пожаровзрывоопасности строительных полимерных композитов

Мещеряков А. В., ГапеевА. А., Чуйков А. М., Калач А. В.,

Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Современный период развития жилищно-коммунального строительства характеризуется сближением отечественных и зарубежных требований к качеству выполняемых работ, ростом запросов потребителей к экологии зданий и помещений, к комфортности проживания в них, повышению требований к по-жаровзрывобезопасному производству строительных материалов на полимерной основе.

Все это диктует необходимость повышения и обеспечения требуемого уровня экологической и пожарной безопасности строительных материалов при их эксплуатации и переработке. Миграция токсичных веществ из полимерных материалов происходит вследствие их химической деструкции и в связи с недостаточной экологической чистотой исходного сырья, нарушением технологии их производства или использованием не по назначению. Уровень выделения газообразных токсичных веществ заметно увеличивается при повышении температуры на поверхности полимерных материалов и относительной влажности воздуха в помещении.

Все это обуславливает актуальность и практическую значимость создания инструмента для экспресс-определения токсичных газов, выделяемых строительными материалами. Для решения этой задачи оптимальна система типа газоанализатор.

Целью данной работы является оценка возможности использования системы газоанализатор для выявления токсикантов при эксплуатации строительных материалов, выполненных из ДВП, ДСП, ПВХ линолеума, различного рода отделочных материалов на основе винилхлорида (сайдинг), ПВА, вспененного ПС и мн. др.

Сферы возможного применения газоанализатора в задачах обеспечения безопасности объектов и населения затрагивают системы сверхранней пожарной сигнализации, быстрого тестирования безопасности новых материалов, продуктов их сгорания и составов для пожаротушения, обнаружение запахов во вредных условиях (радиация, отравляющие вещества, высокие температуры и т. п.).

В связи со сложностью распознавания образов значительно возрастают и требования по оперативности получения результатов и необходимости распознавания сразу нескольких токсикантов, и возникает необходимость в применении методов математического моделирования для создания моделей систем

типа газоанализатор. Такой подход обеспечивает сокращение расходов на разработку системы.

Проведенный анализ существующих моделей систем обоняния позволил выбрать в качестве базовой модели для создания устройства, позволяющего проводить неразрушающий анализ веществ и строительных материалов, многоуровневую нейронную модель, описывающую механизм работы обонятельной системы. Такой выбор обусловлен максимальной схожестью модели со своим биологическим аналогом и простотой и возможностью варьирования параметров программной реализации. Мультисенсорная система в классическом варианте (рисунок) представляет собой набор из N газовых сенсоров № на которые воздействует анализируемая газовая среда, представляемая вектором X, каждый из т элементов вектора соответствует концентрации каждого газа, входящего в состав смеси. Данные, получаемые набором сенсоров, представлены вектором У, вектор О обозначает результат измерений, полученный с помощью модели М.

Рис. Схема модели интеллектуального газоанализатора

Результатом анализа газовой смеси является идентификация содержащихся в ней токсичных веществ. Естественно, что такой результат является текстовым, и для использования нейросети его необходимо закодировать. Код каждого вещества является уникальным числовым идентификатором токсиканта, по которому происходит поиск в базе данных соответствующих характеристик вещества для формирования итогового отчета, содержащего результаты анализа газовой смеси.

Таким образом, получаем, что входной сигнал нейросети представляет собой вектор значений, число которых равно количеству сенсоров устройства, а выход сети - число, представляющее собой значение кода токсиканта.

Созданная измерительная система по своим функциональным возможностям применима для мониторинга и контроля пожаровзрывоопасности строительных полимерных композитов в процессе их производства и эксплуатации, поскольку анализатор не пассивно отражает информацию о воздействии анализируемой среды, а проводит процесс самонастройки на данный токсикант, компенсирует неточность поступающей информации и выдает результат.

Библиографический список

1. Арутюнов В. О. Электрические измерительные приборы и измерения. — Л.: Госэнергоиздат, 1958. — 248 с.

2. Калач А. В. Пьезосенсоры в мониторинге окружающей среды / Калач А. В. // Эколог. системы и приборы. 2004. № 10. С. 8 - 11.

3. Калач А. В. Мультисенсорная система «электронный нос». Часть 2 / Калач А. В., Журавлева Е. В., Рыжков В. В. и др. Сбор, обработка и анализ сигналов// Диагностика. Контроль, 2006, № 1.