PL149259B1 - Układ pomiarowy miernika stężenia metanu - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY 149 259

POLSKA

RZECZPOSPOLITA

LUDOWA

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 85 07 30 (P. 254782)

Int. Cl.⁴ G01N 27/16

Pierwszzństwo--CZY 1ŁLNIA

URZĄD

PATENTOWY

PRL

Urzędu Potentowego fil

Zgłoszenie ogłoszono: 87 02 09

Opis patentowy opublikowano: 1990 06 30

Twórcy wynalazku: Dariusz Brożyniak, Bolesław Firganek, Krzysztof Gralewski, Marek Krupa

Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Mechanizacji Automatyzacji i Elektroniki Górniczej „Polmag-Emag“,

Katowice (Polska)

Układ pomiarowy miernika stężenia metanu

Przedmiotem wynalazku jest układ pomiarowy miernika stężenia metanu, zwłaszcza do miernika z indykacją wysokich stężeń metanu.

Znany jest z opisu patentowego RFN nr 2 036 371 układ pomiarowy do miernika stężeń gazów kopalnianych, zawierający dwa mostki pomiarowe, katalityczny i termokonduktometryczny, wzmacniacz pomiarowy oraz wskaźnik pomiaru. Mostek katalityczny składający się z aktywnego elemetnu katalitycznego, elementu pasywnego oraz potencjometru stanowiącego pozostałe gałęzie mostka połączony jest poprzez wzmacniacz pomiarowy ze wskaźnikiem pomiarowym, natomiast mostek termokonduktometryczny utworzony z dwóch elementów pasywnych, z których jeden umieszczony jest w szczelnej obudowie odcinającej ten element od kontaktu z otaczającym środowiskiem oraz potencjometru, połączony jest bezpośrednio ze wskaźnikiem pomiarowym. Po przekroczeniu progowego stężenia gazu wykrywanego mostkiem termokonduktometrycznym następuje zablokowanie mostka katalitycznego i wskazanie wysokiego stężenia gazu na wskaźniku pomiarowym.

Istotną wadą powyższego rozwiązania jest fakt, że oba mostki pomiarowe pracują równocześnie w czasie trwania pomiaru co powoduje stopniową utratę czułości katalitycznego elementu aktywnego podczas dokonywania pomiarów wysokich stężeń metanu, a tym samym zmniejszenie dokładności pomiaru.

Celem wynalazku było opracowanie takiego układu pomiarowego, w którym katalityczny element aktywny nie byłby narażony na oddziaływanie szkodliwego środowiska podczas trwania całego cyklu pomiarowego, a przez to byłoby osięgnięte zapewnienie większej dokładności i powtarzalności pomiarów.

W rozwiązaniu według wynalazku układ pomiarowy miernika stężenia metanu zawiera dwa mostki pomiarowe, katalityczny i termokonduktometryczny złożone z elemetnów aktywnych i pasywnych. Mostek katalityczny składa się z katalitycznego elementu aktywnego, elementu pasywnego i dzielonej rezystancji, natomiast mostek teromokonduktometryczny złożony jest z

149 259 dzielonej rezystancji i dwóch elementów pasywnych, z których jeden jest umieszczony w szczelnej obudowie, odcinającej od kontaktu z otaczającym środowiskiem. Obydwa mostki zawierają na swoich wejściach klucze załączające, przy czym wejście mostka katalitycznego przyłączone jest poprzez klucz załączający do wyjścia zasilacza stabilizowanego i do wejścia inwertora połączonego z wyjściem uniwibratora zasilanego poprzez wyłącznik z iskrobezpiecznego źródła, natomiast wyjście mostka połączone jest za pośrednictwem wzmacniacza pomiarowego z wejściem wskaźnika pomiarowego. Wejście mostka termokonduktometrycznego przyłączone jest poprzez klucz załączający jednocześnie do wyjścia inwertora i wyjścia zasilacza stabilizowanego połączonego przez wyłącznik z iskrobezpiecznym źródłem, natomiast wyjście mostka połączone jest z wejściem komparatora o jednej nastawie własnej. Wyjście komparatora połączone jest równolegle ze wskaźnikiem pomiarowym i wejściem uniwibratora. W powyższym rozwiązaniu wydzielono wspólny dla obu mostków element pasywny.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest rozszerzenie zakresu pomiarowego miernika stężenia metanu oraz ochrona katalitycznego elementu aktywnego przed utratą czułości. Zachowanie stałej czułości pomiarowego elementu katalitycznego zapewnia tym samym większą dokładność i powtarzalność wyników pomiarowych.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w postaci schematu blokowego układu metanomierza stacjonarnego.

Układ pomiarowy miernika stężenia metanu jak to pokazano na rysunku zawiera dwa mostki pomiarowe, katalityczny i termokonduktometryczny. Mostek katalityczny składa się z katalitycznego elementu aktywnego 1, elementu pasywnego 2 oraz dzielonej rezystancji 3, natomiast mostek termokonduktometryczny złożony jest z elementu pasywnego 2, elementu pasywnego 4 umieszczonego w szczelnej obudowie oraz dzielonej rezystancji 5. Wejście mostka katalitycznego przyłączone jest równolegle za pomocą klucza załączającego 6, do wyjścia uniwibratora 8 połączonego z wejściem inwertora 9 oraz do wyjścia zasilacza stabilizowanego 12 zasilanego poprzez wyłącznik 11 z iskrobezpiecznego źródła 10, natomiast wyjście mostka połączone jest z wejściem wzmacniacza pomiarowego 14, który z kolei na wyjściu posiada równolegle połączone wejścia wskaźnika pomiarowego 15 i dodatkowego komparatora 16 z jedną nastawą własną. Wyjście dodatkowego komparatora 16 połączone jest z wejściem uniwibratora 8, zasilanego poprzez wyłącznik 11 z iskrobezpiecznego źródła 10. Wejście mostka termokonduktometiycznego przyłączone jest za pomocą klucza załączającego 7 jednocześnie do wyjścia inwertora 9 i wyjścia zasilacza stabilizowanego 12. Wyjście mostka połączone jest z wejściem komparatora 13 o jednej nastawie własnej, który ma na wyjściu przyłączone wejście uniwibratora 8 i wejście wskaźnika pomiarowego 15.

Układ działa nstępująco.

Po włączeniu zasilania wyłącznikiem 11, poprzez klucz załączający 7 włączony zostaje mostek termokonduktometryczny. Sygnał z przekątnej mostka termokonduktometrycznego podany zostaje na wejście komparatora 13 i porównany z nastawą własną komparatora 13. Jeżeli stężenie metanu będzie wysokie to poziom sygnału będzie wyższy od poziomu nastawy własnej komparatora 13. W takim przypadku sygnał uzyskany na wyjściu komparatora 13 spowoduje indykacje wysokiego stężenia metanu na wskaźniku pomiarowym 15 wykonanym w postaci miernika wychyłowego bądź świecącej skali z diod elektroluminescencyjnych. Natomiast, gdy poziom sygnału z przekątnej mostka termokonduktometrycznego będzie niższy od nastawionego progu, to sygnał pojawiający się na wyjściu komparatora 13 zostanie podany na wejście uniwibratora 8, który oddziaływując na klucze załączające 6, 7 spowoduje odcięcie mostka termokonduktometrycznego biorącego dotychczas udział w pomiarze oraz załączenie do układu mostka katalitycznego. Sygnał z przekątnej mostka katalitycznego po wzmocnieniu we wzmacniaczu pomiarowym 14 zostaje podany do wejścia wskaźnika pomiarowego 15 oraz do wejścia dodatkowego komparatora 16 z jedną nastawą własną.

W przypadku, gdy stężenie metanu zawiera się w określonym, z góry zadanym przedziale, wynik pomiaru zostanie przedstawiony na wskaźniku pomiarowym 15. Natomiast, gdy stężenie metanu wzrośnie ponad określoną wartość, poziom sygnału na wyjściu wzmacniacza pomiarowego przewyższy poziom nastawy własnej dodatkowego komparatora 16, zaś na wyjściu dodatkowego komparatora 16 pojawi się sygnał, który spowoduje wysterowanie uniwibratora 8. Za pomocą klucza załączającego 7 uniwibrator 8 spowoduje załączenie do układu mostka temokonduktome149 259 3 trycznego z jednoczesnym odcięciem mostka katalitycznego dotychczas biorącego udział w pomiarze.

Korzystne jest stosowanie rozwiązania według wynalazku do metanomierzy stacjonarnych, narażonych na ciągłe zmiany stężenia metanu w całym cyklu pomiarowym.

Natomiast dla metanomierzy przenośnych, przeznaczonych do dokonywania pomiarów okresowych, układ pomiarowy metanomierza może być uproszczony przez wyeliminowanie dodatkowego komparatora 16 z nastawą własną.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ pomiarowy miernika stężenia metanu zawierający dwa mostki pomiarowe zasilane z iskrobezpiecznego źródła posiadające na wejściach element aktywny i elementy pasywne, mostek katalityczny połączony wyjściem poprzez wzmacniacz pomiarowy ze wskaźnikiem pomiarowym oraz mostek termokonduktometryczny połączony wyjściem bezpośrednio ze wskaźnikiem pomiarowym, znamienny tym, że wejście mostka katalitycznego utworzonego z elementu aktywnego (1), elementu pasywnego (2) i dzielonej rezystancji (3), połączone jest za pomocą klucza załączającego (6) równolegle z wyjściem uniwibratora (8) połączonego z kolei z wejściem inwertora (9) oraz z wyjściem zasilacza stabilizowanego (12) zasilanego poprzez wyłącznik (11) z iskrobezpiecznego źródła (10), a wyjście mostka katalitycznego połączone jest za pomocą wzmacniacza pomiarowego (14) z wejściem wskaźnika pomiarowego 15, natomiast wejście mostka termokonduktometrycznego składającego się z elementu pasywnego (2), elementu pasywnego (4) umieszczonego w szczelnej obudowie i dzielonej rezystancji (5) połączone jest równolegle za pomocą klucza załączającego (7) z wyjściem inwertora (9) oraz z wyjściem zasilacza stabilizowanego (12), zaś wyjście mostka termokonduktometrycznego połączone jest równolegle poprzez komparator (13) o jednej nastawie własnej z wejściem uniwibratora (8) zasilanego przezd wyłącznik (11) z iskrobezpiecznego źródła (10) oraz z wejściem wskaźnika pomiarowego (15), przy czym element pasywny (2) stanowi wspólną gałąź obu mostków pomiarowych.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy wyjście wzmacniacza pomiarowego (14) i wejście uniwibratora (8) włączony jest dodatkowy komparator (16) z nastawą własną, przy czym wyjście dodatkowego komparatora (16) połączone jest z wejściem uniwibratora (8).

   Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz. Cena 1500 zł