ПЕРЕНОСНОЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Заявленная полезная модель относится к аналитической технике, в частности к переносным устройствам для анализа газов, используемым для анализа газов в водоканализационных колодцах водопроводно-канализационных систем, а также в туннелях, шахтах, котлованах, цистернах, трюмах, в иных емкостях или закрытых помещениях, где горючие или токсичные газы представляют угрозу здоровью работников.
Известны переносные газоанализаторы, содержащие узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с чувствительным элементом, например сорбционным, побудитель расхода и поглотитель, соединенные в циркуляционный контур, а также измерительное устройство, соединенное с чувствительным элементом, (см., например, авт.св. СССР №1430883)
Работа этих устройств основана на непрерывной продувке анализируемого газа, измерении и индикации количественных характеристик состава анализируемого газа.
Недостатком этих устройств является низкая надежность и точность измерений, связанные с неконтролируемыми изменениями во времени метрологических характеристик чувствительного элемента.
Наиболее близким к заявленному в качестве полезной модели переносному газоанализатору, является переносной газоанализатор, содержащий узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с чувствительным элементом, побудитель расхода и поглотитель, соединенные в циркуляционный контур, измерительное устройство, соединенное с чувствительным элементом, в котором между измерительной камерой и поглотителем установлено калибрующее устройство, выполненное в виде проточной камеры, в которой расположен подсоединенный к источнику питания нагревательный элемент, покрытый термически нестойким материалом, выделяющим при нагревании определенный компонент (см. авт.св. СССР №1793349).
Недостатком известного газоанализатора является то, что он содержит узел отбора анализируемого газа, состоящий из шланга и побудителя расхода, например, насоса или резиновой груши. При его использовании рабочий перед спуском в колодец опускает в колодец шланг и при помощи насоса или резиновой груши производит отбор пробы воздуха для анализа. Далее в случае отсутствия загазованности, рабочий вместе с газоанализатором спускается в колодец, при этом
страхующие его на поверхности члены бригады не имеют возможности контролировать загазованность в колодце, что существенно снижает безопасность проведения ремонтно-профилактических работ в водоканализационных колодцах.
Задачей заявленной полезной модели является создание переносного газоанализатора, обеспечивающего безопасность проведения ремонтно-профилактических работ в водоканализационных колодцах.
Задача решена путем создания переносного газоанализатора, содержащего хотя бы один чувствительный элемент-датчик, измерительное устройство и источник электрической энергии, который, согласно полезной модели, выполнен двухмодульным и снабжен блоками светозвуковой сигнализации, при этом в одном из модулей расположены хотя бы один чувствительный элемент-датчик, измерительное устройство и блок светозвуковой сигнализации, а в другом - источник электрической энергии и блок светозвуковой сигнализации, причем измерительное устройство соединено с чувствительными элементами-датчиками, блоками светозвуковой сигнализации и источником электрической энергии.
Созданный, согласно заявленной полезной модели, переносной газоанализатор повышает безопасность проведения работ в водоканализационных колодцах и обеспечивает выполнение определенных требований, предъявляемых к использованию технических средств (газоанализаторов или газосигнализаторов), обеспечивающих безопасность проведения работ в водоканализационных колодцах "Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства", введенными в действие с 01.01.03 г. Согласно этим правилам перед спуском в колодец необходимо проверить воздушную среду в колодце на загазованность, независимо от результатов проверки на загазованность спуск работника в колодец без газосигнализатора запрещается, в процессе работы в колодце необходимо постоянно проверять воздушную среду на загазованность, контроль за загазованностью в колодце должен осуществляться на поверхности одним из членов бригады, работающим на поверхности. Таким образом, прибор, полностью соответствующий требованиям Межотраслевых правил, должен: - контролировать загазованность в колодце как до начала работ в нем, так и после спуска в колодец на протяжении всего времени работ в нем; - в случае возникновения опасной ситуации выдавать тревожные сигналы как работнику в колодце, так и страхующему его на поверхности члену бригады.
Выполнение переносного газоанализотора двухмодульным позволяет сделать один из них, предназначенный для спуска в колодец вместе с работником и обычно называемый спускаемым модулем, легким и компактным, т.к. в нем размещают только чувствительные элементы-датчики, измерительное устройство и блок светозвуковой сигнализации. При этом другой модуль, который остается на поверхности и обычно называется транспортным, и в котором размещают источник электрической энергии, как правило, аккумулятор (самый тяжелый элемент), и второй блок светозвуковой сигнализации обеспечивает контроль за загазованностью в колодце работником, работающим на поверхности.
Двухмодульная конструкция газоанализатора позволяет осуществлять контроль за состоянием воздушной среды в водоканализационном колодце, как внутри водоканализационного колодца - сигнализация на спускаемом модуле, так и с поверхности земли - сигнализация на транспортном модуле, одновременно. Такая дублирующая светозвуковая сигнализация обеспечивает предупреждение не только работающего внутри водоканализационного колодца, но и страхующего его на поверхности. Это позволяет, в случае возникновения опасной ситуации, экстренно эвакуировать работающего из водоканализационного колодца, например, вытащив его из колодца посредством страховочного троса.
Размещение чувствительных элементов датчиков в спускаемом модуле позволяет разместить их непосредственно в водоканализационном колодце, благодаря чему обеспечивается быстрота срабатывания и высокая надежность работы газоанализатора.
Целесообразно, чтобы измерительное устройство содержало последовательно соединенные блок аналоговой обработки и блок цифровой обработки, при этом блок аналоговой обработки был соединен с чувствительными элементами-датчиками, а блок цифровой обработки с блоком светозвуковой сигнализации.
Указанное выполнение измерительного устройства обеспечивает более эффективную обработку сигналов, поступающих от чувствительных элементов-датчиков.
Целесообразно, чтобы переносной газоанализатор был снабжен жидкокристаллическим дисплеем, соединенным с измерительным устройством, при этом жидкокристаллический дисплей и измерительное устройство были расположены в разных модулях.
Таким образом, жидкокристаллический дисплей размещают в так называемом транспортном модуле, который остается на поверхности, и он обеспечивает отображение на экране текущей информации о состоянии контролируемой газовой среды в колодце.
Целесообразно, чтобы заявленное устройство содержало бы по меньшей мере два чувствительных элемента-датчика, при этом в качестве, по меньшей мере, одного чувствительного элемента-датчика оно содержит датчик контроля контакта с водой, а остальные чувствительные элементы-датчики снабжены фильтром.
Наличие датчика контроля контакта с водой позволяет избежать полного погружения модуля в воду, так как датчик контроля контакта с водой выдает световой и звуковой сигнал в случае касания спускаемым модулем воды. Наличие фильтра на остальных чувствительных элементах-датчиках защищает их от кратковременного погружения в воду.
Целесообразно, чтобы переносной газоанализатор был снабжен кнопкой обратной связи, соединенной с блоками светозвуковой сигнализации, при этом кнопка обратной связи расположена в модуле, в котором расположены чувствительные элементы-датчики и измерительное устройство.
Наличие кнопки обратной связи в модуле, с которым работник спускается в водоканализационный колодец, соединенной с блоками светозвуковой сигнализации, в частности с блоком светозвуковой сигнализации, расположенном в модуле, остающемся на поверхности, позволяет работнику, находящемуся в водоканализационном колодце, подать сигнал на поверхность, страхующему его члену бригады, даже в случае нарушения работы измерительного устройства или чувствительных элементов-датчиков.
Целесообразно, так же, что бы источник электрической энергии был выполнен в виде сменного аккумуляторного блока. Это позволит оперативно заменить разряженный аккумуляторный блок на заряженный и, таким образом, продлить время эффективной непрерывной работы газоанализатора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг.1 изображена блок-схема переносного газоанализатора.
Переносной газоанализатор содержит спускаемый модуль 1 и остающийся на поверхности, так называемый, транспортный модуль 2. В спускаемом модуле 1 расположены чувствительные элементы-датчики, регистрирующие концентрацию
определенных компонентов анализируемого газа и объединенные в блок 3, оборудованный фильтром (фильтр на чертеже не показан). В состав чувствительных элементов датчиков входит, по меньшей мере один, датчик контроля контакта с водой 4. В спускаемом модуле 1 расположено также измерительное устройство, состоящее из блока аналоговой обработки 5 и блока цифровой обработки 6 сигналов чувствительных элементов-датчиков 3 и датчика контроля контакта с водой 4, блок светозвуковой сигнализации 7 и кнопка обратной связи 8, при этом чувствительные элементы-датчики, объединенные в блок 3 и датчик контроля контакта с водой 4 соединены с блоком аналоговой обработки 5 измерительного устройства, связанным с блоком цифровой обработки измерительного устройства 6, последний связан с блоком светозвуковой сигнализации 7. Кнопка обратной связи 8 соединена с блоком светозвуковой сигнализации 10 транспортного модуля 2 и блоком 7.
В транспортном модуле 2 расположен источник электрической энергии -аккумуляторный блок 9, блок светозвуковой сигнализации 10 и жидкокристаллический дисплей 11, при этом блок светозвуковой сигнализации 10 и жидкокристаллический дисплей 11 соединены соответственно с блоком 7 и с блоком 6, расположенными в спускаемом модуле 1, а также с аккумуляторным блоком 9, кроме того блок светозвуковой сигнализации 10 соединен с кнопкой обратной связи 8.
Данное соединение предпочтительно выполнено так, что блоки 7 и 10 параллельно связаны с блоком 6.
С аккумуляторным блоком 9 также соединены расположенные в спускаемом модуле 1 чувствительные элементы-датчики, объединенные в блок 3, датчик контроля контакта с водой 4, блоки 5, 6 и 7.
Спускаемый модуль 1 и остающийся на поверхности транспортный модуль 2 связаны соединительным кабелем 12, который обеспечивает подачу электропитания на спускаемый модуль 1, информационный обмен между спускаемым модулем 1 и транспортным модулем 2, а также механическую (физическую) связь между спускаемым 1 и транспортным 2 модулями.
Транспортный модуль 2 предназначен для хранения и переноски спускаемого модуля 1, соединительного кабеля 12 и сменного аккумуляторного блока 9, а также для отображения на жидкокристаллическом дисплее 11 текущей информации о состоянии контролируемой газовой среды, выдачи тревожной звукосветовой
сигнализации в случае возникновения опасной ситуации в контролируемой зоне или при нажатии кнопки обратной связи 8.
В качестве входящих в состав переносного газоанализатора комплектующих: чувствительных элементов-датчиков 3 и 4, блоков аналоговой 5 и цифровой 6 обработки сигналов чувствительных элементов-датчиков 3 и 4, блоков светозвуковой сигнализации 7 и 10, жидкокристаллического дисплея 11 и аккумуляторного блока 9 могут быть использованы стандартные выпускаемые промышленностью элементы, блоки, предназначенные для выполнения соответствующих функций. Например, в качестве аккумуляторного блока 9 предпочтительно использовать аккумуляторы стандарта R14 или LR14, расположенные во взрывозащищенном сменном аккумуляторном блоке.
Переносной газоанализатор работает следующим образом.
Перед спуском в водоканализационный колодец рабочий опускает в него спускаемый модуль 1, контролируя по сигналу датчика контроля контакта с водой 4 глубину погружения модуля 1 так, чтобы спускаемый модуль 1 не погрузился в воду, если она имеется в водоканализационном колодце. На жидкокристаллическом дисплее 11 транспортного модуля 2 отображается состояние контролируемой воздушной среды в водоканализационном колодце. Если опасная загазованность воздушной среды в водоканализационном колодце отсутствует, о чем также свидетельствует отсутствие тревожной светозвуковой сигнализации на блоках 7 и 10, то рабочий спускается в водоканализационный колодец и приступает к работе.
В течение всего времени проведения работ переносной газосигнализатор остается включенным и проводится непрерывный контроль загазованности воздушной среды в водоканализационном колодце чувствительными элементами-датчиками, объединенными в блок 3. Сигнал датчиков блока 3 обрабатывается блоками 5 и 6 и поступает на жидкокристаллический дисплей 11. В случае превышения допустимых пределов загазованности сигнал датчиков блока 3, обработанный в блоках 5 и 6, запрограммированных на превышение этих допустимых пределов, поступает также на блоки светозвуковой сигнализации 7 и 10, которые выдают световой и звуковой сигналы тревоги, как внутри водоканализационного колодца на спускаемом модуле 1, так и на поверхности на транспортном модуле 2. Таким образом сигнал тревоги получают как находящийся в водоканализационном колодце рабочий, так и страхующий его на поверхности член бригады.
В случае возникновения непредвиденной ситуации в водоканализационном колодце находящийся в нем рабочий может нажать кнопку обратной связи 8 и подать через блок 10 тревожный светозвуковой сигнал на поверхность страхующему его члену бригады.
Переносной газоанализатор работает полностью автоматически. Каждый раз после включения газосигнализатора согласно микропроцессорной программе проводится самотестирование правильности функционирования газоанализатора и его автоматическая калибровка, что исключает ложное срабатывание светозвуковой сигнализации.
Спускаемый модуль 1 благодаря соединительному кабелю 12 имеет возможность удаления от транспортного модуля 2 на расстояние до 15 м и более. Чувствительные элементы-датчики располагаются в спускаемом модуле 1, в котором и происходит анализ воздушной среды. Спускаемый модуль 1 обычно снабжают специальным креплением для подвешивания его внутри водоканализационного колодца (на рабочем месте), что освобождает руки работающего и не сковывает его движения.
Спускаемый модуль 1 вместе с соединительным кабелем 12 легко извлекаются и укладываются в полость внутри транспортного модуля 2, что делает переносной газоанализатор компактным при транспортировке.
Заявленный переносной газоанализатор, в отличие от известных газоанализаторов, обеспечивает автоматический контроль за содержанием воздушной среды, в т.ч. за содержанием горючих углеводородных газов, паров горючих жидкостей и их смесей, а также кислорода и окиси углерода, одновременно, как в рабочей зоне, например, внутри водоканализационных колодцев, так и на поверхности. При возникновении опасности, когда концентрация, хотя бы одного из контролируемых газов выходит за пределы рекомендуемых норм, газоанализатор выдает четкие звуковые и световые сигналы, одновременно как в рабочей зоне, так и на ее поверхности.
Тем самым обеспечивается выполнение определенных требований, предъявляемых к использованию технических средств (газоанализаторов или газосигнализаторов), обеспечивающих безопасность проведения работ в водоканализационных колодцах "Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства", введенными в действие с 01.01.03 г.:
перед спуском в колодец необходимо проверить воздушную среду в колодце на загазованность (п. 5.2.7 б);
независимо от результатов проверки на загазованность спуск работника в колодец без газосигнализатора запрещается (п. 5.2.7 б);
в процессе работы в колодце необходимо постоянно проверять воздушную среду на загазованность с помощью газоанализатора (п. 5.2.7 г);
контроль за загазованностью в колодце должен осуществляться на поверхности одним из членов бригады, работающим на поверхности (п. 5.2.4).
Таким образом, заявленный газоанализатор, полностью соответствует требованиям новых Межотраслевых правил и обеспечивает контроль загазованности в водоканализационных колодцах как до начала работ в нем, так и после спуска в колодец на протяжении всего времени работ в нем, а в случае возникновения опасной ситуации выдает тревожные сигналы как работнику в колодце, так и страхующему его на поверхности члену бригады.