ЛОКАЛЬНАЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области средств контроля параметров атмосферы, опасной для жизнедеятельности и взрывоопасной по составу газовых компонентов.
Известны системы газового анализа рудничной взрывоопасной атмосферы, например, отечественные «Микон 1Р» [1], АКМР-М [2]. Каждая из этих систем состоит из центрального устройства, соединенного линиями связи со стационарными взрывозащищенными датчиками, измеряющими концентрацию отдельных газов рудничной атмосферы (метан, моноксид углерода, кислород и др.) и передающих эту информацию на центральный пункт. При величине концентрации газов, выходящей за пределы допустимой, датчики сигнализируют об опасности.
Недостатком этих систем является ограниченность мест контроля, заранее определенных руководством предприятия, отсутствие мобильности при изменении аэрогазовой обстановки, отсутствие обмена информацией между точками размещения отдельных датчиков и необходимость размещения нескольких громоздких датчиков в случае, когда необходимо в одной точке горных выработок контролировать концентрацию нескольких газов.
В случае системы «Микон 1Р» возможна локальная связь между отдельными точками периферии, но для этого используются специальные устройства - маршрутизаторы.
Известна локальная система газового контроля «Ultimo Plus Diqital Network System» фирмы MSA (США). Основой системы является промышленная шина, к которой присоединяются децентрализованные устройства - датчики. Однако в системе отсутствует возможность получения на одном датчике информации с других датчиков, подключенных к общей шине.
Известны многокомпонентные переносные рудничные оптоэлектронные газоанализаторы во взрывозащищенном исполнении, например «Solaris» фирмы MSA (США) [3], ТХ6522 компании «Тrоlех» (Великобритания) [4], GA2000 Plus фирмы ((Environmental Instruments» (Великобритания) [5], но эти газоанализаторы предназначены только для автономного использования и не предназначены для работы в системе газового анализа.
Наиболее близким техническим решением является многокомпонентный газоанализатор ТХ 6522 [4], который может комплектоваться:
четырьмя электрохимическими сенсорами или
тремя электрохимическими и одним инфракрасным или
одним термокаталитическим, двумя электрохимическими и одним инфракрасным.
2
4
Инфракрасные сенсоры: СО и СН.
Термокаталитические сенсоры: горючие газы.
2
2
2
2
2
3
2
2
4
3
2
6
4
3
4
Электрохимические сенсоры: СО, HS, SO, NO, Cl, О, NO, NH, Н, HCN, СНО, РН, ВН, SiH, АsН, GeH.
Газоанализатор содержит дисплей и интерфейсный выход.
Корпус выполнен в защищенном исполнении IP66 или IP54.
Никель-марганцевая батарея обеспечивает работу прибора в автономном режиме.
Недостатком прибора является комплектация прибора только четырьмя сенсорами, а также невозможность организации на базе прибора системы, позволяющей контролировать параметры атмосферы на значительном удалении от места расположения оператора.
Цель изобретения - расширение зоны контроля параметров опасной и взрывоопасной атмосферы с сохранением мобильности и увеличение функциональных возможностей.
Система предназначена для обеспечения безопасности на предприятиях с опасной и взрывоопасной атмосферой и осуществляет контроль параметров атмосферы в аварийных, предаварийных ситуациях и при производстве различных работ, в том числе в горных выработках угольных шахт, опасных по газу, пыли и внезапным выбросам, не оборудованных шахтными приборами системы аэрогазового контроля.
На фиг.1 представлена блок-схема локальной оптико-электронной системы контроля и сигнализации.
Система состоит из двух идентичных многокомпонентных газоанализаторов (МГ) 1 и 2, соединенных линией связи 3.
Каждый из газоанализаторов 1, 2 состоит (фиг.2) из блока индикации 4, блока сигнализации 5, газовых датчиков 6 и блока контроллера 7. Блок контроллера 7 содержит микроконтроллер 8, формирователь внешних интерфейсов 9, коммутатор 10, соединенный с линией связи. Каждый из газоанализаторов дополнительно снабжен датчиком давления 11, датчиком температуры 12, реле 13 аварийного отключения электрооборудования, находящегося во взрывоопасной зоне. При этом датчик температуры 12 и датчик давления 11 соединены с микроконтроллером 8 через коммутатор 10, а реле 13 аварийного отключения электрооборудования соединен с микроконтроллером непосредственно.
МГ контролирует семь параметров атмосферы: концентрацию пяти газов в расширенном диапазоне, значительно выходящем за пределы опасной и взрывоопасной концентрации (метан, углекислый газ, угарный газ, водород, кислород), а также давление и температуру.
На лицевой панели прибора имеется световая и звуковая сигнализация о предаварийном и аварийном состоянии атмосферы.
МГ 1, находящийся в безопасном месте, обслуживается оператором и является «ведущим» для другого, необслуживаемого МГ2, расположенного в опасной зоне.
«Ведущий» МГ1, обслуживаемый оператором, может работать в ручном или автоматическом режимах и показывать состояние атмосферы по семи параметрам как в месте размещения оператора, так и в месте размещения «ведомого» МГ2.
Система работает следующим образом.
После развертывания в зоне контроля и включения питания МГ сигналы от газовых датчиков блока газоанализатора 6 поступают на блок сигнализации 5, обрабатываются в блоке контроллера 7 и в виде цифровых значений представляются на жидкокристаллическом индикаторе блока индикации 4.
При превышении допустимой величины какого-либо из контролируемых параметров атмосферы срабатывает звуковая и световая тревожная сигнализация на приборе.
Кроме этого, при превышении предельно допустимой концентрации (ПДК) горючих газов срабатывают контакты специального реле, 13 предназначенного для отключения электрооборудования, находящегося во взрывной атмосфере.
Таким образом, использование дополнительного идентичного многокомпонентного газоанализатора МГ2 позволяет оперативно получать информацию на обслуживаемом МП о состоянии опасной для жизнедеятельности или взрывоопасной атмосфере в наиболее опасной зоне, находящейся на значительном удалении от обслуживаемого МГ1. При этом оператор получает информацию, находясь в безопасной зоне.
Кроме этого, возможность автоматического отключения электрооборудования при превышении концентрации горючих газов выше ПДК позволяет уменьшить вероятность взрыва при наличии взрывоопасной атмосферы, т.е. увеличить безопасность проводимых в контролируемой зоне работ, а использование дополнительных датчиков давления и температуры позволяет получить более полную картину о состоянии опасной или взрывоопасной атмосферы.
Источники информации, принятые во внимание при оформлении Заявки:
[1] Статья «Опыт использования, тенденции и перспективы развития шахтных информационно-управляющих систем», журнал «Уголь», г.Москва, март 2003;
[2] Каталог ФГУП СПО «Аналитприбор », г.Смоленск, 2006, e-mail: ;
[3] Проспект фирмы MSA, 2007, www. msa -  / production;
[4] Проспект компании TROLEX, 2007, http://www.promtex.ru/catalogue/trolex;
[5] Проспект фирмы ENVIRONMENTAL INSTRUMENTS, 2007, http://keison.co.uk/geotechnical/ga2000_plus.htm.